NHLBI R01 HL073087 para CKS.

Protocolos experimentais Os seguintes protocolos diferentes foram utilizados para estabelecer a viabilidade de medidas destinadas a investigar o coração IR murino de forma não invasiva. Imagem ecocardiográfica inicial foi seguida de indução cirúrgica da isquemia e reperfusão (IR, protocolo 1), que foi seguido por ecocardiografia em múltiplos pontos temporais durante a recuperação do IR. Protocolo 1. Descendente anterior (LAD) da artéria IR: Procedimento Cirúrgico C57BL masculino / 6 ratos adultos (8 semanas de idade; 24,5 ± 1,5 g, média ± DP; Harlan Technologies, IN) foram mantidas em condições de laboratório padrão de habitação com acesso a ração e água ad libitum beber. Camundongos foram anestesiados com injeção intraperitoneal de uma mistura de cetamina (100 mg / kg) e xilazina (10mg/kg), colocado sobre uma mesa cirúrgica quente, e entubado endotraqueal. Plano anestésico adequado para roedores, que decorre, por um cessação de reflexos pitada dedo do pé e um abrandamento da respiração. Instrumentos foram esterilizados através de lavagens de etanol 70% e autoclave. Quaisquer instrumentos que deixou o campo estéril foram inseridos em um esterilizador instrumento hot-talão de 1 minuto antes de uso continuado. Os ratos foram ventilados (Harvard Apparatus, Boston, MA), com ar-isoflurano mistura a uma taxa adequada e volume corrente. Eletrofisiologia cardíaca foi monitorada durante toda a cirurgia usando uma configuração de três derivações de ECG, e as mudanças foram gravados usando PC Powerlab software (Instruments AD). O coração foi acessada via toracotomia esquerda. O pulmão esquerdo foi recolhido para permitir o acesso ao pericárdio. A aurícula esquerda foi elevada para expor a artéria coronária LAD, que foi isolado utilizando sutura Prolene 7-0 montado em uma agulha cónica. A sutura foi apertada sobre um pedaço de tubo PE-10, para induzir isquemia reversível. LAD foi ocluída por 60 minutos. Após 60 min, a sutura foi lançado para permitir a reperfusão do miocárdio lesado. Após a reperfusão com sucesso, o tórax foi fechado com suturas interrompidas 7-0 Prolene, bem como a incisão na pele com Prolene 5-0. Durante toda a cirurgia, temperatura corporal foi mantida em 36,7 ± 0,5 ° C usando uma tabela aquecida cirúrgica e monitorizados com uma sonda retal térmica. O episódio isquêmico-causas coloração pálida do LV miocárdio que pode ser visualmente apreciado. Tórax foi fechado, suturado, e tubo traqueal foi desconectado permitindo o mouse para respirar por conta própria. O animal foi, então, retornou a sua gaiola e colocado em um bloco de aquecimento definida para 37 ° C. Uma vez que a recuperação estava completa, o animal foi devolvido à unidade de biotério de roedores antes da imagem ecocardiográfica. Todos os procedimentos foram aprovados pelo Cuidados Institucionais Laboratory Animal e do Comitê de Uso (ILACUC) da Ohio State University. Protocolo 2. M-mode imagem de protocolo para a determinação da função cardíaca e detecção de da motilidade da parede Para avaliar as mudanças radial e longitudinal na função cardíaca e anormalidades da motilidade, foram realizados pré-IR utilizando imagens de alta freqüência, scanner de ultra-som de alta resolução (Visual Sonics Inc., Toronto, Canadá). Parâmetros padrão M-mode ecocardiografia como dimensões de parede, volumes em diástole sístole e derrame volume, fração de ejeção (EF), fração de encurtamento (FS), o débito cardíaco (CO), e diâmetros internos em sístole e diástole, foram avaliados através de construído protocolo modo-M em cada momento (pré-IR, dia 3 eo dia 7). Protocolo n. º 3. VevoStrain Speckle protocolo algoritmo de rastreamento B-mode filmes foram adquiridos e sujeitos a processo usando embutido VevoStrain algoritmo para realizar análises de tensão. Isto permite a avaliação da velocidade, deslocamento, deformação e taxa de deformação através de botões de rádio separados fornecidos na interface dando parcelas interativo e modo-M imagens juntamente com os valores de dados que foi feito clicando ícones desejado no painel de controle. Avaliação speckle acompanhamento das Cepas 2-D Grayscale loops cine foram adquiridos na visão LV eixo curto com uma taxa de quadros de&gt; 275 frames / s. Para cada experimento, pelo menos três ciclos cardíacos consecutivos foram registrados e armazenados digitalmente em um disco rígido para análise off-line em uma estação de trabalho. Nós usamos um algoritmo speckle-tracking incorporadas Vevo2100. A análise tensão foi realizada pelo mesmo observador treinado. A região de interesse foi sobreposto por uma seção transversal do ventrículo a imagem correspondente à área mínima endocárdica. O algoritmo de software, então, automaticamente dividiu o LV visão de curto-eixo em seis segmentos de speckle acompanhamento durante todo o ciclo cardíaco. A qualidade do rastreamento foi, então, visualmente inspeccionadas e, se fosse satisfatória para pelo menos cinco segmentos, o traçado foi aceiteed. Protocolo n. º 4. Doppler de fluxo de medição de protocolo Para estudar a regurgitação mitral e para calcular a taxa de mudança de LV pressão arterial sistólica (dP / dt), Doppler protocolo de detecção de fluxo foi utilizado. Para este fim, o poder do sangue Doppler perfis de velocidade de fluxo foram adquiridos pela colocação da sonda no jato regurgitante mitral e aórtica jet. Imagens da velocidade do fluxo sangüíneo foi seguido por medição para obter valores dos parâmetros, tais como pico e média de velocidade de pico e média gradientes de pressão, integral tempo, velocidade e tempo. Para o cálculo da dP / dt, valva mitral regurgitante perfil de velocidade foi utilizada para medir a velocidade na sístole precoce (inclinação mais acentuada do perfil de velocidade para minimizar a dependência de carga) eo tempo correspondente de inclinação. Finalmente, a equação de Bernoulli s desde a conversão de velocidade de pressão para determinar a taxa de aumento da pressão sistólica. Aquisição de Dados ecocardiográficos Camundongos foram fotografadas em um estado de consciência a uma temperatura ambiente de 37 ° C com a diminuição da iluminação ambiente, enquanto realizada por um manipulador de experiência em uma posição de decúbito propensas esquerda. O coração foi fotografada no modo 2-D nas vistas paraesternal longo e eixo curto com uma configuração de profundidade de 1,0 cm e em uma taxa de quadros de ≥ 270 frames / s. Uma imagem em modo-M foi obtida a uma velocidade de varredura de 200 mm / s. Todas as medidas foram feitas de acordo com orientações fornecidas pela Sociedade Americana de Ecocardiografia. De imagem foi realizado em ratos conscientes, juntamente com conjunto de registro do eletrocardiograma. Sístole final foi definida como a área LV mínimo. Segmentar S circ e curvas S rad foram, então, construída através da integração de sinais adequados a partir dos pontos diastólica final e depois a média para obter curvas de média tensão segmentar. Sistólico final cepas foram obtidas a partir da curva tensão média. Resultados representante Bidimensional filmes adquiridos a alta taxa de quadros (8 kHz) foram utilizados para estimar a tensão alta qualidade do miocárdio. Elastograms bidimensional (imagens tensão), bem como perfis de tensão em função do tempo ajudou a apreciar as consequências funcionais de IR. A abordagem acima mencionados levou à detecção confiável dos seguintes parâmetros: Padrão Outcomes IR (comumente relatados na literatura) <ul><li> contração ventricular esquerda (VE) <ul><li> ferimento prejudica a contração e relaxamento do coração, resultando em perda funcional </li><li> mudanças na área da câmara LV e massa (hipertrofia) </li></ul></li><li> LV relaxamento isovolumétrico de fases de ambos os pré-IR e pós-IR de corações batendo </li><li> movimento da parede comprometida setor-wise </li><li> turbulência no padrão de fluxo de sangue como revelado pelos filmes Doppler colorido e perfis de velocidade </li><li> Muda de forma para LV esfericidade </li><li> fração de ejeção comprometida </li><li> atenuada fração de encurtamento </li></ul> Única pós-IR Resultados (Nunca antes relatados em um ambiente IR murino, mas conhecido por ser de relevância clínica em humanos) <ul><li> orifício regurgitante efetivo (ERO) <ul><li> uma medida fundamental de incompetência valvular </li></ul></li><li> diminuiu cepas do miocárdio (circunferencial, bem como radial) <ul><li> uma medida fundamental de força do miocárdio e deformação anatômica </li></ul></li><li> assincronia em setores LV <ul><li> uma medida fundamental inerente periódica características de bombeamento do coração </li></ul></li><li> movimento da parede e simetria <ul><li> mudanças na magnitude e direção dos vetores demonstrando direção, magnitude e simetria no local afetado </li></ul></li><li> dimensão da válvula mitral e aorta <ul><li> mudanças no diâmetro interno do orifício da válvula mitral e aorta </li></ul></li><li> regurgitação mitral <ul><li> fluxo de sangue de volta LV para o átrio esquerdo, devido ao fechamento incompleto de folhetos mitral </li></ul></li></ul><ul><li> setor-wise mudanças na magnitude da radial (SRAD) e tensão (Scir) circunferencial </li><li> mudanças em taxas de deformação, juntamente com a variação marcada em seus padrões de mudança em relação ao pré-IR de dados </li><li> sincronicidade de setores como LV divididos de acordo com a Sociedade Americana de Ecocardiografia </li><li> associação de sincronia ventricular mecânica com a rigidez do miocárdio e diminuição da força do miocárdio avaliado pelo Doppler tissular e strain imagem </li><li> mudanças na magnitude e direção dos vetores mostrados em filmes retratando o movimento comprometido (lento e assimétrico) do site de RI-afetados </li><li> diâmetros internos da valva mitral orifgelo e aorta </li></ul><img src="/files/ftp_upload/1781/1781fig1.1.jpg" alt="Figura 1 I" /> Fig. . 1i medição da deformação do miocárdio: relaxamento final da diástole cheia mostrado pelo menor vetores (M1) <img src="/files/ftp_upload/1781/1781fig1.2.jpg" alt="Figura 1 II" /> Fig. . 1ii medição da deformação do miocárdio: LV está se contraindo mostrado pelo comprimento e direção dos vetores, o local da lesão (ponto verde) tem limitado contração (M2) <img src="/files/ftp_upload/1781/1781fig1.3.jpg" alt="Figura 1 III" /> Fig. . 1iii medição da deformação do miocárdio: final da sístole a contração, cheio mostrado pelo menor vetores (M3) <img src="/files/ftp_upload/1781/1781fig1.4.jpg" alt="Figura 1 IV" /> Fig. . 1iv medição da deformação do miocárdio: eixo longo em diástole (M4) <img src="/files/ftp_upload/1781/1781fig1.5.jpg" alt="Figura 1 V" /> Fig. 1v tensão radial do miocárdio (S rad) de medição:. Curvas codificados por cores representam a deformação à respectivos pontos coloridos em imagens de Fig1.i-iv (M5) <img src="/files/ftp_upload/1781/1781fig1.6.jpg" alt="Figura 1 VI" /> Fig. 1vi tensão circunferencial do miocárdio (S CIR) de medição:. Curvas codificados por cores representam a deformação à respectivos pontos coloridos em imagens de Fig1.i-iv (M6) Figura 1. Modo B-movies visualização final da diástole (ED) e final da sístole (ES) e mudanças no LV tamanho da câmara de pós-IR. B-mode imagens para determinar ventrículo esquerdo (LV) tensão circunferencial (S circ) e tensão radial (S rad) por dois-dimensional speckle ecocardiografia de rastreamento. VevoStrain speckle algoritmo de rastreamento para observar vetores que descrevem a magnitude ea direção do movimento do miocárdio, axial e paraesternal cortes longitudinais demonstrando os vetores no local da lesão do miocárdio prejudicada. Cepas radial e longitudinal de um rato de base e um posto do mouse IR dia7. O código de cores perfis tensão mostrando pontos de cor diferente codificado em sites sobre o miocárdio da linha de base (pré-IR) e tratados (pós-IR, dia7) corações. LV-ventrículo esquerdo, VD-ventrículo direito, S-rad tensão radial, S estirpe cir-circunferencial. <img src="/files/ftp_upload/1781/1781fig2.jpg" alt="Figura 2" /> Figura 2. Sincronicidade sectoriais do miocárdio. As análises com base nos dados tensão pré e pós-IR. VE, dividida em seis setores (1 = basal posterior, 4 = basal anterior, posterior 2 = médio, 5 = anterior mid, 3 = ápice posterior, 6 = ápice anterior), segundo a Sociedade Americana de Ecocardiografia. Validação de sincronia ventricular mecânica para ver sua associação com a rigidez miocárdica, avaliada pelo Doppler tissular e strain imagem. Do painel de cores imagem codificada mostrando os setores 1-6 com valores para hora de pico em todos os sectores correspondentes em milésimos de segundo. Sincronicidades radial e longitudinal previsto pré-IR e pós-IR em termos de gráficos. As cores nos gráficos correspondem às cores dos setores correspondentes. <img src="/files/ftp_upload/1781/1781fig3.1.jpg" alt="Figura 3 I" /> Fig. . 3i medidas anatômicas: diâmetro do orifício mitral regurgitação no coração de camundongos (linhas azuis com medidas repetidas), volume da amostra na aorta (linhas amarelas) (M8) <img src="/files/ftp_upload/1781/1781fig3.2.jpg" alt="Figura 3 II" /> Fig. 3ii. Regurgitante perfis de fluxo em coração de rato, frente superiores e inferiores de fluxo para trás na válvula mitral (M9) <img src="/files/ftp_upload/1781/1781fig3.3.jpg" alt="Figura 3 III" /> Fig. 3iii aórtica. Os perfis de velocidade de fluxo no coração de rato (M10) <img src="/files/ftp_upload/1781/1781fig3.4.jpg" alt="Figura 3 IV" /> Fig. 3iV. Orifício regurgitante na válvula mitral, Ao = aorta, LA = átrio esquerdo, LV = ventrículo esquerdo, raio r = (M11) Figura 3. Da valva mitral regurgitante fração V (RF). Painel de imagem ecocardiográfica para a medição da fração regurgitante (RF). Medida do diâmetro da aorta (AoD) e diâmetro do orifício da válvula mitral (MVD), mostrando a colocação do volume de amostra no jato regurgitante e aorta. Essas medidas fornecem os perfis de velocidade e fluxo regurgitante da aorta ascendente em que perfis de velocidade acima e abaixo do valor basal indicam frente e para trás o fluxo sangüíneo para o VE e de volta ao átrio esquerdo. RF computação (em%) usando a fórmula, RF = MV CSA * VTI de MV jet em diástole - Ao CSA * VTI de jet Ao em sístole) * 100 / MV CSA * VTIda MV. Quantificação da fração regurgitante mostrando a fração regurgitante no pós-IR indicador de camundongos a válvula mitral regurgitado. Mudanças no orifício regurgitante mitral válvula eficaz (ERO) pós-IR devido à esfericidade da LV. Imagens representativas Doppler colorido representando o sangue flui do átrio esquerdo para o LV. Orifício de escoamento alargada de sangue indica o fluxo turbulento e velocidade de fluxo aumentada anormal. ERO indicando incompetência valvular. A velocidade de fluxo aliased. A onda pulsada é utilizada como benefício para determinar a transição de laminar para fluxo turbulento. ERO calculado usando a fórmula, ERO = Fluxo / Vmax = 2 π r2 Va / Vmax, Va = velocidade Aliasing, r = raio do orifício, Vmax = velocidade máxima. <img src="/files/ftp_upload/1781/1781fig4.1.jpg" alt="Figura 4 I" /> Fig. 4i de medição. Dos parâmetros funcionais em pré-IR mouse. Soft ware calcula parâmetros traçando linha vermelha, vertical = diástole, sístole linha verde vertical (M12) <img src="/files/ftp_upload/1781/1781fig4.2.jpg" alt="Figura 4 II" /> Fig. 4ii medição. Dos parâmetros funcionais em pós-IR mouse. Soft ware calcula parâmetros traçando linha vermelha, vertical = diástole, sístole linha verde vertical (M13) Figura 4. A taxa de variação da pressão sistólica ventricular (dP / dt): pré e pós-IR. Correlação da fração de ejeção (EF) com dP / dt. Painel de imagem mostrando um modo-M a partir do qual as medições básicas funcionais são tomadas. A discriminação da contratilidade cardíaca ao longo do tempo; gráficos de barras mostrando dP / dt pós-IR. Indicando a medição de um parâmetro fornece informações clínicas para o outro. <img src="/files/ftp_upload/1781/1781fig5.jpg" alt="Figura 5" /> Figura 5. Filme eixo curto demonstrando pré-IR de medição de tensão. Filme ecocardiográficos, obtidos a partir da visão paraesternal de coração para visualizar a morfologia do coração de rato pré-IR. <img src="/files/ftp_upload/1781/1781fig6.jpg" alt="Figura 6" /> Figura 6. Filme eixo curto demonstrando pós-IR medição da deformação LV Representante filme axial de um LV do mouse atribuída a endocárdio demonstrando os vetores tensão do tecido, com cinco pontos específicos de medição consideradas. <img src="/files/ftp_upload/1781/1781fig7.jpg" alt="Figura 7" /> Figura 7. Paraesternal eixo longo cor filme Doppler Cor filme fluxo Doppler demonstrando o sangue bombeado do átrio esquerdo através da válvula mitral para o VE durante a diástole, eo sangue é bombeado para fora através da aorta durante a fase de sístole do coração com a direção do fluxo em cores azul distância e cor vermelha para (BART) a sonda de ultra-som.

Os dados de deformação com base na medição utilizando speckle algoritmo de rastreamento é observador relativamente menos dependentes como a maioria da análise é realizada pelo software. No entanto, o observador deve ter cuidado durante o traçado das fronteiras da epicárdio e endocárdio nos filmes B-modalidade que depende mais da experiência. Além disso, M-modo de análise e medição de perfis de velocidade também é observador mínima dependente. No entanto, na medida do aumento de pressão e medição de tempos, observador requer muita atenção durante as medições, porque a pressão depende diretamente com o quadrado da velocidade de pico como expressa pela fórmula de Bernoulli s em que mesmo uma pequena quantidade de erro na medição pode produzir efeito sobre o quadrado erro total na medição de dP / dt. Além disso, o orifício regurgitante não é necessariamente constante ao longo sístole, e isso pode afetar a estimativa da gravidade da regurgitação. As doses mais elevadas de anestesia pode resultar na redução dramática da fração de encurtamento afetar outros parâmetros funcionais. Portanto, o uso padrão de sedação é importante para um melhor resultado. A maioria dos parâmetros pode ser medida usando outras modalidades, por exemplo, marcação MRI podem medir tensões em 2D e 3D. No entanto, o ecocardiograma é mais amigável.

<table border="1">
<tbody>
<tr>
<td>Material Name</td>
<td>Type</td>
<td>Company</td>
<td>Catalogue Number</td>
</tr>
<tr>
<td>Vevo2100</td>
<td>&nbsp;</td>
<td>VisualSonics, Inc., Canada</td>
<td>SN2100-0032</td>
</tr>
<tr>
<td>Ventilation device</td>
<td>&nbsp;</td>
<td>Harvard Apparatus, MA</td>
<td>n/a</td>
</tr>
<tr>
<td><a href="http://www.adinstruments.com/products/software/research/LabChart-Software/" target="_blank">PC Powerlab software</a></td>
<td>&nbsp;</td>
<td><a href="http://www.adinstruments.com/" target="_blank">AD Instruments</a></td>
<td>n/a</td>
</tr>
<tr>
<td>Isoflurane</td>
<td>&nbsp;</td>
<td>VEDCO, Inc., MO</td>
<td>5260-04-12</td>
</tr>
<tr>
<td>Aquasonic gel 100</td>
<td>&nbsp;</td>
<td>Parker Lab. Inc., NJ</td>
<td>01-02</td>
</tr>
</tbody>
</table>

high-frequency high-resolution echocardiography: first evidence on non-invasive repeated measure of myocardial strain, contractility, and mitral regurgitation in the ischemia-reperfused murine heart

Isquemia e reperfusão (IR) foi cirurgicamente no coração de camundongos que foram então submetidos a imagens repetidas para monitorar mudanças temporais nos parâmetros funcionais do significado clínico-chave. Bidimensional filmes foram adquiridos em alta taxa de quadros (8 kHz) e foram utilizados para estimar a tensão alta qualidade do miocárdio. Bidimensional elastograms (imagens tensão), bem como perfis de tensão, foram visualizadas. Os resultados foram poderosos em avaliar quantitativamente IR induzida por mudanças nos eventos cardíacos, incluindo a contração do ventrículo esquerdo (LV), o relaxamento isovolumétrico do VE e fases de ambos os corações pré-IR e pós-IR batendo em ratos intactos. Além disso, o movimento da parede comprometida setor sábio e deformações anatómicas no miocárdio infartado foram visualizadas. O elastograms foram singularmente capaz de fornecer informações sobre os seguintes parâmetros, além de padrão de índices fisiológicos que são conhecidos por ser afetados por infarto do miocárdio no mouse: diâmetros internos do orifício da válvula mitral e aorta, orifício regurgitante efetivo, a tensão do miocárdio (circunferencial bem como radial), a turbulência no padrão de fluxo sanguíneo como revelado pelos filmes Doppler colorido e perfis de velocidade, assincronia no LV setor, e as mudanças no comprimento e na direção dos vetores demonstrando movimento da parede mais lento e assimétrico. Este trabalho enfatiza a demonstração visual de como tais análises são realizadas.

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High-frequency High-resolution Echocardiography: First Evidence on Non-invasive Repeated Measure of Myocardial Strain, Contractility, and Mitral Regurgitation in the Ischemia-reperfused Murine Heart 

Alta freqüência de ultra-som Doppler é uma nova tecnologia para avaliar a função miocárdica regional. Este trabalho apresenta primeira evidência demonstrando aplicabilidade desta plataforma de imagem versátil para a medida repetida de tensão do miocárdio, dp / dt, e regurgitação mitral na isquemia-reperfundidos coração (IR) murina.

De alta freqüência Ecocardiografia de alta resolução: primeira evidência de não-invasivos Medida repetida de Strain miocárdico, contratilidade, e regurgitação mitral no coração Isquemia-reperfundidos murino

Ischemia-reperfusion (IR) was surgically performed in murine hearts which were then subjected to repeated imaging to monitor temporal changes in ...

high-frequency-high-resolution-echocardiography-first-evidence-on-non

Research

JoVE Journal

Medicine

High-frequency High-resolution Echocardiography: First Evidence on Non-invasive Repeated Measure of Myocardial Strain, Contractility, and Mitral Regurgitation in the Ischemia-reperfused Murine Heart

23.9K visualizações.  The Ohio State University. Alta freqüência de ultra-som Doppler é uma nova tecnologia para avaliar a função miocárdica regional. Este trabalho apresenta primeira evidência demonstrando aplicabilidade desta plataforma de imagem versátil para a medida repetida de tensão do miocárdio, dp / dt, e regurgitação mitral na isquemia-reperfundidos coração (IR) murina.

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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.

Ecocardiografia murino e ultra-sonografia

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

Medicina

Magnetic Resonance Derived Myocardial Strain Assessment Using Feature Tracking

Purpose: An accurate and practical method to measure parameters like strain in myocardial tissue is of great clinical value, since it has been shown, that strain is a more sensitive and earlier marker for contractile dysfunction than the frequently used parameter EF. Current technologies for CMR are time consuming and difficult to implement in clinical practice. Feature tracking is a technology that can lead to more automization and robustness of quantitative analysis of medical images with less time consumption than comparable methods.
Methods: An automatic or manual input in a single phase serves as an initialization from which the system starts to track the displacement of individual patterns representing anatomical structures over time. The specialty of this method is that the images do not need to be manipulated in any way beforehand like e.g. tagging of CMR images.
Results: The method is very well suited for tracking muscular tissue and with this allowing quantitative elaboration of myocardium and also blood flow.
Conclusions: This new method offers a robust and time saving procedure to quantify myocardial tissue and blood with displacement, velocity and deformation parameters on regular sequences of CMR imaging. It therefore can be implemented in clinical practice.

An accurate and practical method to measure parameters like strain in myocardial tissue is of great clinical value, since it has been shown, that strain is a more sensitive and earlier marker for contractile dysfunction than the frequently used parameter EF.

Avaliação Strain Ressonância Magnética Derivado do Miocárdio Usando o controle de recursos

Purpose: An accurate and practical method to measure parameters like strain in myocardial tissue is of great clinical value, since it has been shown, that ...

Myocardial Infarction and Functional Outcome Assessment in Pigs

Introduction of newly discovered cardiovascular therapeutics into first-in-man trials depends on a strictly regulated ethical and legal roadmap. One important prerequisite is a good understanding of all safety and efficacy aspects obtained in a large animal model that validly reflect the human scenario of myocardial infarction (MI). Pigs are widely used in this regard since their cardiac size, hemodynamics, and coronary anatomy are close to that of humans. Here, we present an effective protocol for using the porcine MI model using a closed-chest coronary balloon occlusion of the left anterior descending artery (LAD), followed by reperfusion. This approach is based on 90 min of myocardial ischemia, inducing large left ventricle infarction of the anterior, septal and inferoseptal walls. Furthermore, we present protocols for various measures of outcome that provide a wide range of information on the heart, such as cardiac systolic and diastolic function, hemodynamics, coronary flow velocity, microvascular resistance, and infarct size. This protocol can be easily tailored to meet study specific requirements for the validation of novel cardioregenerative biologics at different stages (i.e. directly after the acute ischemic insult, in the subacute setting or even in the chronic MI once scar formation has been completed). This model therefore provides a useful translational tool to study MI, subsequent adverse remodeling, and the potential of novel cardioregenerative agents.

This protocol describes the porcine myocardial infarction (MI) model using a 90 min closed-chest coronary balloon occlusion of the left anterior descending artery (LAD), followed by reperfusion. Furthermore, the protocol for several outcome parameters, such as cardiac function, hemodynamics, microvascular resistance, and infarct size, are also presented.

Infarto do Miocárdio e Avaliação de Resultados Funcional em porcos

Introduction of newly discovered cardiovascular therapeutics into first-in-man trials depends on a strictly regulated ethical and legal roadmap. One ...

A Murine Model of Myocardial Ischemia-reperfusion Injury through Ligation of the Left Anterior Descending Artery

Acute or chronic myocardial infarction (MI) are cardiovascular events resulting in high morbidity and mortality. Establishing the pathological mechanisms at work during MI and developing effective therapeutic approaches requires methodology to reproducibly simulate the clinical incidence and reflect the pathophysiological changes associated with MI. Here, we describe a surgical method to induce MI in mouse models that can be used for short-term ischemia-reperfusion (I/R) injury as well as permanent ligation. The major advantage of this method is to facilitate location of the left anterior descending artery (LAD) to allow for accurate ligation of this artery to induce ischemia in the left ventricle of the mouse heart. Accurate positioning of the ligature on the LAD increases reproducibility of infarct size and thus produces more reliable results. Greater precision in placement of the ligature will improve the standard surgical approaches to simulate MI in mice, thus reducing the number of experimental animals necessary for statistically relevant studies and improving our understanding of the mechanisms producing cardiac dysfunction following MI. This mouse model of MI is also useful for the preclinical testing of treatments targeting myocardial damage following MI.

We introduce a surgical method to induce experimental ischemia/reperfusion (I/R) injury to simulate myocardial infarction (MI) in mouse models that allows for more clarity in positioning of the ligation on the left anterior descending artery (LAD) to increase the reproducibility of MI experiments in mice.

Um modelo murino de isquemia-reperfusão, através da ligadura da artéria Descendente Anterior Esquerda

Acute or chronic myocardial infarction (MI) are cardiovascular events resulting in high morbidity and mortality. Establishing the pathological mechanisms ...

Murine Isolated Heart Model of Myocardial Stunning Associated with Cardioplegic Arrest

The following protocol is of use to evaluate impaired cardiac function or myocardial stunning following moderate ischemic insults. The technique is useful for modeling ischemic injury associated with numerous clinically relevant phenomenon including cardiac surgery with cardioplegic arrest and cardiopulmonary bypass, off-pump CABG, transplant, angina, brief ischemia, etc. The protocol presents a general method to model hypothermic hyperkalemic cardioplegic arrest and reperfusion in rodent hearts focusing on measurement of myocardial contractile function. In brief, a mouse heart is perfused in langendorff mode, instrumented with an intraventricular balloon, and baseline cardiac functional parameters are recorded. Following stabilization, the heart is then subject to brief infusion of a cardioprotective hypothermic cardioplegia solution to initiate diastolic arrest. Cardioplegia is delivered intermittently over 2 hr. The heart is then reperfused and warmed to normothermic temperatures and recovery of myocardial function is monitored. Use of this protocol results in reliable depressed cardiac contractile function free from gross myocardial tissue damage in rodents.

The goal of this protocol to assess myocardial stunning following ischemic cardioplegic arrest in rodents.

Murino modelo de coração isolado de atordoamento do miocárdio Associated com parada cardioplégica

The following protocol is of use to evaluate impaired cardiac function or myocardial stunning following moderate ischemic insults. The technique is useful ...

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.

Murino Ecocardiografia de Esquerda Atrium, Aorta, ea artéria pulmonar

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

Electrophysiological Assessment of Murine Atria with High-Resolution Optical Mapping

Recent genome-wide association studies targeting atrial fibrillation (AF) have indicated a strong association between the genotype and electrophysiological phenotype in the atria. That encourages us to utilize a genetically-engineered mouse model to elucidate the mechanism of AF. However, it is difficult to evaluate the electrophysiological properties in murine atria due to their small size. This protocol describes the electrophysiological evaluation of atria using an optical mapping system with a high temporal and spatial resolution in Langendorff perfused murine hearts. The optical mapping system is assembled with dual high-speed complementary metal oxide semiconductor cameras and high magnification objective lenses, to detect the fluorescence of a voltage-sensitive dye and Ca2+ indicator. To focus on the assessment of murine atria, optical mapping is performed with an area of 2 mm &#215; 2 mm or 10 mm x 10 mm, with a 100 &#215; 100 resolution (20 &#181;m/pixel or 100 &#181;m/pixel) and sampling rate of up to 10 kHz (0.1 ms) at maximum. A 1-French size quadripolar electrode pacing catheter is placed into the right atrium through the superior vena cava avoiding any mechanical damage to the atrium, and pacing stimulation is delivered through the catheter. An electrophysiological study is performed with programmed stimulation including constant pacing, burst pacing, and up to triple extrastimuli pacing. Under a spontaneous or pacing rhythm, the optical mapping recorded the action potential duration, activation map, conduction velocity, and Ca2+ transient individually in the right and left atria. In addition, the programmed stimulation also determines the inducibility of atrial tachyarrhythmias. Precise activation mapping is performed to identify the propagation of the excitation in the atrium during an induced atrial tachyarrhythmia. Optical mapping with a specialized setting enables a thorough electrophysiological evaluation of the atrium in murine pathological models.

This protocol describes the electrophysiological evaluation of murine atria utilizing an optical mapping system with a high temporal and spatial resolution, including dual recordings of the membrane voltage and Ca2+ transient under programmed stimulation through a specialized electrode catheter.

Avaliação eletrofisiológica de murino átrios com mapeamento óptico de alta resolução

Recent genome-wide association studies targeting atrial fibrillation (AF) have indicated a strong association between the genotype and ...

A Cryoinjury Model to Study Myocardial Infarction in the Mouse

The use of animal models is essential for developing new therapeutic strategies for acute coronary syndrome and its complications. In this article, we demonstrate a murine cryoinjury infarct model that generates precise infarct sizes with high reproducibility and replicability. In brief, after intubation and sternotomy of the animal, the heart is lifted from the thorax. The probe of a handheld liquid nitrogen delivery system is applied onto the myocardial wall to induce cryoinjury. Impaired ventricular function and electrical conduction can be monitored with echocardiography or optical mapping. Transmural myocardial remodeling of the infarcted area is characterized by collagen deposition and loss of cardiomyocytes. Compared to other models (e.g., LAD-ligation), this model utilizes a handheld liquid nitrogen delivery system to generate more uniform infarct sizes.

This article demonstrates a model to study cardiac remodeling after myocardial cryoinjury in mice.

Um modelo Crioferimento para estudar infarto do miocárdio no mouse

The use of animal models is essential for developing new therapeutic strategies for acute coronary syndrome and its complications. In this article, we ...

An Image Guided Transapical Mitral Valve Leaflet Puncture Model of Controlled Volume Overload from Mitral Regurgitation in the Rat

Mitral regurgitation (MR) is a widely prevalent heart valve lesion, which causes cardiac remodeling and leads to congestive heart failure. Though the risks of uncorrected MR and its poor prognosis are known, the longitudinal changes in cardiac function, structure and remodeling are incompletely understood. This knowledge gap has limited our understanding of the optimal timing for MR correction, and the benefit that early versus late MR correction may have on the left ventricle. To investigate the molecular mechanisms that underlie left ventricular remodeling in the setting of MR, animal models are necessary. Traditionally, the aorto-caval fistula model has been used to induce volume overload, which differs from clinically relevant lesions such as MR. MR represents a low-pressure volume overload hemodynamic stressor, which requires animal models that mimic this condition. Herein, we describe a rodent model of severe MR in which the anterior leaflet of the rat mitral valve is perforated with a 23G needle, in a beating heart, with echocardiographic image guidance. The severity of MR is assessed and confirmed with echocardiography, and the reproducibility of the model is reported.&#160;&#160;

A rodent model of left heart volume overload from mitral regurgitation is reported. Mitral regurgitation of controlled severity is induced by advancing a needle of defined dimensions into the anterior leaflet of the mitral valve, in a beating heart, with ultrasound guidance.&#160;

Um modelo de punção de folheto de válvula mitral transapical guiada por imagem de sobrecarga de volume controlada da regurgitação mitral no rato

Mitral regurgitation (MR) is a widely prevalent heart valve lesion, which causes cardiac remodeling and leads to congestive heart failure. Though the ...

Morphological and Functional Assessment of the Right Ventricle Using 3D Echocardiography

Traditionally, it was believed that the right side of the heart has a minor role in circulation; however, more and more data suggest that right ventricular (RV) function has strong diagnostic and prognostic power in various cardiovascular disorders. Due to its complex morphology and function, assessment of the RV by conventional two-dimensional echocardiography is limited: the everyday clinical practice usually relies on simple linear dimensions and functional measures. Three-dimensional (3D) echocardiography overcame these limitations by providing volumetric quantification of the RV free of geometrical assumptions. Here, we offer a step-by-step guide to obtain and analyze 3D echocardiographic data of the RV using the leading commercially available software. We will quantify 3D RV volumes and ejection fraction. Several technical aspects may help to improve the quality of RV acquisition and analysis as well, which we present in a practical manner. We review the current opportunities and the limiting factors of this method and also highlight the potential applications of 3D RV assessment in current clinical practice.

Here, we provide a step-by-step acquisition and analysis protocol for the 3D volumetric assessment of the right ventricle, mainly focusing on the practical aspects that maximize the feasibility of this technique.