Диагностическая ультразвуковая Визуализация Мышь диафрагмы функции

Резюме

Диагностический ультразвуковое исследование доказало свою эффективность в диагностике различных заболеваний органов дыхания в людей и животных. Мы демонстрируем комплексный протокол ультразвукового используются лаборатории доктора Цзо проанализировать мембранные кинетики специально на мышах. Это также неинвазивный метод исследования, который может обеспечить количественную информацию о функции дыхательных мышц мыши.

Аннотация

Функция анализ грызунов дыхательных скелетных мышц, особенно диафрагма, обычно проводится путем выделения мышечные полоски с помощью инвазивных хирургических процедур. Хотя это является эффективным методом оценки в пробирке деятельность диафрагмы, это включает в себя операции, не выживания. Применение неинвазивной ультразвуковой визуализации в качестве процедуры в естественных выгодно, поскольку он не только уменьшает количество животных, умерщвленных, но также подходит для мониторинга прогрессирования заболевания у живых мышей. Таким образом, наш метод ультразвукового изображения может скорее помочь в разработке новых методов лечения, которые облегчить повреждения мышц, вызванную различными заболеваниями органов дыхания. В частности, в клинических диагнозов обструктивные заболевания легких, ультразвуковое исследование имеет потенциал, который будет использоваться в сочетании с другими стандартными тестами для выявления раннее начало диафрагма мышечной усталости. В текущем протоколе, мы опишем, как точно оценить диафрагмы contractiLITY в мышиной модели с помощью диагностический метод ультразвукового изображения.

Введение

В последнее время методы диагностики Ультразвуковое исследование были применены к мышиных моделях реноваскулярной гипертонии и поджелудочной ^1,2 рака. Однако эти методы не были широко использованы в грызунов дыхательной функции мышц анализа. Таким образом, мы разработали метод диагностики УЗИ изображений в качестве ценного инструмента для в естественных условиях продольных оценок подвижности диафрагмы у мышей.

Есть несколько преимуществ для диагностической визуализации ультразвука. Например, это неинвазивный, безопасный, портативный, и позволяет для измерений в реальном масштабе времени при относительно низкой стоимости ^3. В частности, некоторые ультразвуковые устройства низкочастотные смогли обнаружить пузырьков воздуха, клиническое характеристику хронической обструктивной болезнью легких (ХОБЛ) с легкой до тяжелой ограничения скорости воздушного потока ^4. Таким образом, диагностическая визуализация УЗИ может служить легко доступной и воспроизводимый метод скрининга для мониторинга в реальном времени дыхательных расстройств.

Диагностические методики ультразвукового изображения часто применяется для более крупных животных или людях. Тем не менее, было ограниченное количество ультразвуковых изображений исследований по мышиных моделях, которые, вероятно, из-за вызовы выполнения УЗИ на мелких предметов. Текущий протокол описывает процедуру роман для измерения функции диафрагмы у мышей. Кроме того, хотя было несколько исследований на грызунах на функцию диафрагмы, большинство результатов были получены путем изоляции мышц полосы непосредственно из эвтаназии животного ^5-7. В противоположность этому, с помощью ультразвуковой диагностический метод в естественных изображений для анализа активности мембраны бы уменьшить количество животных, умерщвленных для экспериментов. Кроме того, долгосрочные процедуры, направленные на повышение диафрагмы сократимость может быть точно оценены через ультразвука в моделях грызунов, не жертвуя животных.

ntent "> В нашей лаборатории мы разработали эффективный метод для визуализации, а также анализа мыши деятельность диафрагмы с использованием ультразвукового аппарата, который помогает понимание функции диафрагмы в естественных условиях, позволяет избежать инвазивных методов к животным, и помогает в разработке терапевтических лечения дыхательной дисфункции.

протокол

Все процедуры, связанные с предметов животных были одобрены и завершены в соответствии и с соблюдением Государственного Университета Огайо Institutional уходу и использованию животных комитета (IACUC) правил и руководств.

1. Мышь Анестезия

1. Настройка чистый стол процедуры с подогревом изотермического площадку, завернутый в хирургической полотенцем. Грелку следует поддерживать в диапазоне от 30 ° С до 34 ° С, чтобы стабилизировать температуру внутри животного при одновременном снижении потенциального стресс для животного.
2. Место мыши в индукционной камере анестезии со следующими параметрами: скорость потока кислорода установлен в 1,5 л / мин и изофлуран испаритель установлен в 3,5%. Полный седации должно происходить в течение 1-2 мин. Если индукции камера отсутствует, колпак может быть использован с проволочной сеткой, расположенной внизу экрана, чтобы избежать прямого контакта животных с изофлураном.
3. Немедленно снять мышь от индукции камеры, как только онполностью под наркозом (достигается, когда мышь теряет добровольное моторную функцию). Нанесите носовой конус для животного для поддержания анестезии. Скорость потока кислорода должна быть снижена до приблизительно 0,5 л / мин и изофлуран испаритель должен быть установлен в пределах от 1,5 до 2,5%.
   1. Нанесите небольшое количество глазной мази непосредственно к роговицы, чтобы уменьшить сухость глаз ^8. Кроме того, во время анестезии, мышь должна поддерживать отсутствие педали отмены рефлекса, слизистых оболочек должна оставаться розовый цвет, и дыхание должны появиться устойчивым.

2. Подготовка к диагностической ультразвуковой процедуры визуализации

1. Сдерживать каждую ногу мыши на столе процедуры подогревом со съемным клеем, например, хирургической лентой.
2. Использование электрическую бритву, удалить волосы на вентральной поверхности тела между брюшной полости и половина пути грудной полости. Применить удаления крем для волос, чтобы последующего реэкспортапереместить оставшиеся волосы, не разрезать бритвой. Протрите крем влажной марлевой салфеткой после 2-3 мин.
3. Удалите лишние волосы с использованием водяной смачивают марлевый тампон и очистить бритой области с 70% спиртом или эквивалент антисептик. Ультразвуковой зонд будет применяться к этой области, чтобы визуализировать функцию диафрагмы. Актуальным анальгетик может быть предоставлена ​​животных, испытывающих незначительное раздражение кожи из-за удаления волос.

3. Диагностическая ультразвуковая томография протокол

1. Включите ультразвукового устройства и регулировать выходную мощность (при необходимости) на аппарате в процентах для получения оптимального разрешения.
2. Установите машину ультразвука либо B (яркости) режиме, М (движения) режиме, или как до визуализации, что позволяет для правильного визуализации сокращениями диафрагмы мыши.
3. Нанесите небольшое количество ультразвукового геля на верхней части живота мыши и массаж гель к грудной полости.
4. Наведите ультразвук датчик в этой области и угол ее вверх к сердцу. Отрегулируйте датчик до оптимизированное разрешение изображения не будет достигнута. Примечание: для этого протокола, микро-выпуклый массив или линейный поэтапный антенная решетка является идеальным зонд использовать в связи с малой площадью основания и отличным разрешением осевой ^9; частота должна быть скорректирована по полосе частот и для этих экспериментов диапазон 6.5-12 МГц может быть использован.
5. Нажмите кнопку замораживания временно сохранять изображения диафрагмы и просматривать выбранные сокращения.
6. Сохранить запись как кинопетли, что позволяет более поздних измерениях диафрагмальной экскурсии, а также частоты дыхания. Примечание: кадры из изображений могут быть сохранены в памяти компьютера или на внешнем жестком диске для последующего анализа ^9.
   1. Именно измерить глубину движения диафрагмы от релаксации к сокращению использования электронных суппорты, которые являются частью программного обеспечения ультразвука.
   2. Преобразованиекино файл контур в файл MPEG и определяют частоту дыхания путем подсчета количества диафрагмальных сокращений в течение периода записи. С другой стороны, количество сокращений в минуту (частота дыхания) может быть отнесен от образа М-режиме.

4. Сообщение Анестезия животных восстановления

1. Мышь должна полностью оправиться от наркоза в течение 1 часа. Не оставляйте животное без присмотра, пока он не пришел в достаточной сознание поддерживать грудины лежачее положение.

Результаты

Типичный ультразвуковое изображение диафрагмы мыши показано на фиг.1А. Мембрана мышь максимальное вертикальное перемещение было записано. Это расстояние была рассчитывается путем точного измерения глубины движения диафрагмы от релаксации к сокращению использования электр...

Обсуждение

Нынешний экспериментальный протокол развивает диагностические методы ультразвуковой визуализации, относящиеся к деятельности диафрагмы в модели мыши с помощью неинвазивного, в естественных условиях подхода. Настройки аппарата анестезии аппроксимируются значения, которые мог...

Материалы

Name	Company	Catalog Number	Comments
Veterinary digital ultrasonic diagnostic imaging system	Edan	DUS 3 VET	Ultrasound parameters include: frequency of 6.5 MHz, Depth of 29 mm. Note: An equivalent ultrasound machine may be used for this protocol
Micro-convex array transducer	Edan	C611	Or equivalent
GE Logiq i hand-carried unit (HCU)	GE Healthcare	GE Logiq i hand-carried unit (HCU)	Or equivalent
GE 12 MHz linear array probe	GE Healthcare	12L-RS	Or equivalent
Veterinary anesthetic vaporizer	Webster Veterinary	Serial #: W422021	Isoflurane was exclusively used with this vaporizer (or equivalent). A custom made induction chamber for anesthesia was assembled for initial anesthesia. Maintenance anesthesia was performed using a nose cone
Isothesia (Isoflurane, USP)	Butler Schein	29405 250ML PVL	Or equivalent
Enviro-pure anesthesia absorbing canister	Surgivet Smiths Medical PM, Inc.	Part #: 32373B10	Or equivalent
Ultrasound transmission gel	HM Sonic	N/A	Or equivalent
Puralube vet ointment	Puralube	NDC 17033-211-38	Or equivalent
Deltaphase isothermal pad	Braintree Scientific Inc.	39DP	Or equivalent
Hair remover	Nair	N/A	Or equivalent
Electric razor	Remington	HC-5015	Or equivalent
Surgical tape	3M Micropore	1530-1	Or equivalent
Gauze sponges	Dynarex	3262	Or equivalent