Yazarlar
Bize Ulaşın

Oturum Aç

Bu içeriği görüntülemek için JoVE aboneliği gereklidir. Oturum açın veya ücretsiz deneme sürümünü başlatın.

Bu Makalede

  • Özet
  • Özet
  • Giriş
  • Protokol
  • Sonuçlar
  • Tartışmalar
  • Açıklamalar
  • Teşekkürler
  • Malzemeler
  • Referanslar
  • Yeniden Basımlar ve İzinler

Özet

Mesane hacmi, mesane duvarı kalınlığı, idrar hızı, boşluk hacmi, boşluk süresi ve üretral çapı ölçmek için bir yöntem olarak kontrast görüntüleme ile yüksek frekanslı ultrason kullanımını açıklar. Bu strateji alt üriner sistem disfonksiyonu (LUTD) çeşitli fare modellerinde voiding disfonksiyon ve tedavi etkinliğini değerlendirmek için kullanılabilir.

Özet

Klinik benign prostat hiperplazisi (BPH) ve alt üriner sistem semptomlarının (LUTS) görülme sıklığı yaşlanan nüfusa bağlı olarak artmakta ve bu da önemli bir ekonomik ve kaliteli yaşam yükü ile sonuçlanmaktadır. Transgenik ve diğer fare modelleri bu multifaktöriyel hastalığın çeşitli yönlerini yeniden oluşturmak için geliştirilmiştir; ancak, doğru idrar disfonksiyonu ve yeni terapötik seçeneklerin etkinliğini quantitate yöntemleri eksiktir. Burada mesane hacmi ve detrusor duvar kalınlığı, idrar hızı, boşluk hacmi ve boşluk süresi ve üretral çapı ölçmek için kullanılabilecek bir yöntem açıklanmaktadır. Bu zaman içinde hastalığın ilerlemesi ve tedavi etkinliğinin değerlendirilmesi için izin verecek. Fareler izofluran ile anestezi edildi ve mesane ultrason ile görselleştirildi. Kontrastsız görüntüleme için, hacmi hesaplamak ve şekli değerlendirmek için mesanenin 3Boyutlu görüntüsü alınmıştır; mesane duvarı kalınlığı bu görüntüden ölçüldü. Kontrastlı görüntüleme için, PE50 tüpü ile şırıngaya bağlı 27 kalibrelik bir iğne kullanılarak mesanenin kubbesine bir kateter yerleştirildi. Bir idrara çıkma olayı meydana gelene kadar mesaneye 0.5 mL kontrast madde aşılandı. İlk voiding olayı sırasında Doppler hız örnek penceresi noktasında üretral çap belirlendi. Hız, sonraki her olay için bir akış hızı sağlayan ölçüldü. Sonuç olarak, yüksek frekanslı ultrason farelerde idrar fonksiyonu sırasında mesane ve üretral ölçümleri değerlendirmek için etkili bir yöntem olduğu kanıtlanmıştır. Bu teknik, BPH/LUTS için yeni tedavilerin deneysel bir ortamda değerlendirilmesinde yararlı olabilir.

Giriş

Benign prostat hiperplazisi (BPH) onlar yaş olarak erkeklerde gelişir ve 80 yaş ın üzerindeki erkeklerin yaklaşık% 90 etkiler bir hastalıktır1,2. BPH gelişimi genellikle yaşlanma ile ilişkili olmasına rağmen, obezite ve metabolik sendrom gibi diğer faktörler nispeten genç erkeklerde BPH yol açabilir3,4. BPH olan birçok erkek önemli ölçüde yaşam kalitesini azaltmak alt idrar yolu belirtileri (LUTS) geliştirmek, ve kanama içerebilir bazı deneyim komplikasyonlar, enfeksiyon, mesane çıkış tıkanıklığı (BOO), mesane taşları, ve böbrek yetmezliği. BPH için tedavi maliyeti aşan $4 milyar yıllık5,6,7. BPH'nin neden olduğu LUTS tanısı genellikle AUA semptom indeksi (AUASI) skoru, üroflowmetri ve prostat büyüklüğü 8'in değerlendirilmesi üzerine dir. BPH/LUTS etiyolojisi kompleks ve multifaktöriyel olup, hastalığın gelişimi ve ilerlemesi prostatik hiperplazi (prostat proliferasyonu), düz kas kontraktilitesi ve fibrozis ile ilişkilendirilmiştir. Mevcut tedaviler, androjen metabolizmasını azaltmak ve prostat boyutunu azaltmak için LUTS ve/veya 5α-redüktaz inhibitörlerini hafifletmek için mesane ve prostat içindeki düz kas tonunu düzenlemek için α-adrenerjik blokerlerin kullanılmasını içerir. Daha iyi hastalık modelleri, murine ve diğer, zaman içinde bu hastalık sürecinde çeşitli nedensel ve terapötik faktörlerin etkilerinin doğru çalışma sağlamak için son derece arzu edilir9.

Kemirgen modelleri ürodinamik leri incelemek için yaygın olarak kullanılmıştır; ancak, çoğu çalışma kadın micturition ve hastalık10odaklanmıştır. Erkek LUTS tüm yönlerini tam olarak incelemek için, kemirgen modelleri geliştirilmişve hücresel proliferasyon değişiklikleri de dahil olmak üzere BPH farklı yönlerini incelemek için kullanılan, düz kas fonksiyonu, kollajen birikimi, ve inflamasyon11, 12.000.0 , 13.000 , 14- Ancak, kemirgen ve insan prostat anatomisi farklıdır. İnsan prostatı sıkıştırılmış ve yoğunlaşmış fibromusküler tabaka ile kaplı iken, kemirgen prostat lobüler olduğunu; ve bu farklılıklar hastalığın ilerlemesi ve tedavi etkinliğinin doğrudan karşılaştırmalarını karmaşıkhale getirilmektedir. Ayrıca, LUTS farelerde değerlendirmek zordur, doğrudan rahatsız ölçmek mümkün değildir beri. Bunun yerine, hastalık eğitimi için mevcut yöntemler, idrar düzeyini karşılaştıran histolojik özellikleri fizyolojik özelliklerle (örn. mesane hacmi ve duvar kalınlığı ile üroflowmetri, void spot tahlilleri ve kistometri uç nokta verileri) ilişkilendirerek BPH modeli ve kontrol hayvanları arasında disfonksiyon12,15,16,17,18. Fizyolojik özellikler sıklıkla post-mortem nekropsi uç noktaları olarak değerlendirilir ve aynı hayvanın içinde zaman içinde BOO'yu gözlemleyememe vardır. Son zamanlarda, pelvik üretra bir alt bölümü tespit ettik (prostatik üretra) eksojen hormon implantları post-mortem nekropsi değerlendirmeleri dayalı daralma nedennerede 12. Mevcut yöntemler, voiding sırasında üretral daralma doğrudan, in vivo değerlendirilmesi için izin vermez.

Ultrason diğer hastalık modellerinde başarıyla kullanılan non-invaziv tanı ve değerlendirme tekniğidir. Organ hacmini ölçmek ve vasküler akışı değerlendirmek için kullanılır19,20,21. Ultrason da görselleştirmek ve mikroenjeksiyonlar kılavuzu, kök hücre veya diğer ilaçların hedefli enjeksiyonları için izin ve sistolik ve diyastolik kardiyak fonksiyonu değerlendirmek için kullanılır.

Bu protokol, anestezili farelerde alt üriner sistem anatomisi değerlendirmek ve idrar fizyolojisini değerlendirmek için yüksek frekanslı ultrason kullanımını açıklar. Biz mesane hacmi ve duvar kalınlığı ölçmek için ultrason kullanımını açıklar. Ayrıca idrar hızı, idrar hacmi, geçersiz süre ve üretra çapıölçmek için kontrastlı ultrason kullanımını açıklar. Ultrason kullanımı in vivo alt idrar yolu daha kapsamlı bir anlayış sağlar, hastalığın normal voiding fonksiyonu nu nasıl değiştirdiğini belirler, ve bize daha iyi yeni tedavi seçeneklerinin etkinliğini değerlendirmek için araçlar verir. Şu anda kontrastsız görüntüleme protokolü terminal dışı, geçerli kontrastlı görüntüleme protokolü ise terminal yordamıdır.

Protokol

Hayvan denekleri ile ilgili prosedürler Wisconsin Üniversitesi Kurumsal Hayvan Bakım ve Kullanım Komitesi (IACUC) tarafından onaylanmıştır - Madison.

1. Hayvan hazırlığı

  1. 24 aylık, C57Bl6/J erkek fareyi %3-5 izofluran içeren önceden şarj edilmiş bir odaya yerleştirin, ta ki doğru refleks kaybolana ve solunum hızı yavaşlayana kadar.
  2. Gerekirse, ameliyat ve / veya görüntüleme için hayvanın karın saç tıraş makas kullanın. Bir depilatif krem kullanarak kalan tüm saç çıkarın.
  3. Anestezi korumak için ısıtmalı bir platform üzerinde% 2 izofluran ile bir burun konisi bir supine pozisyonda fare yerleştirin. Bir pedal çekme refleksyanıt olarak hayvandan hareket kaybı ile anestezi derinliğini doğrulayın (Şekil1B).

2. Ultrason kurulumu

  1. MV707 probu 30 MHz'lik merkezi frekansı olan bir probu aktif bağlantı noktasına, uygulama "abdominal görüntüleme" için önceden ayarlanmış olarak bağlayın (Şekil 1A).
  2. Ultrason probu mesanenin uzun eksenine paralel konumlandırın (Şekil 1C).
  3. Mesane, prostat ve üretranın uzun ve kısa eksenli görüntüleri B-Modunda yapılır (Şekil 1D).
  4. Fareyi hareket ettirmek için "xy" mikro manipülatörlerini kullanın.

3. Kontrastsız görüntüleme protokolü

  1. Doğrusal mesafe ölçüm aracını kullanarak mesane duvarı kalınlığını ölçün ve dış kenarı mesane duvarının iç kenarına kadar takip edin b-modu satın alma sonrası.
  2. Bir kontur oluşturmak için mesane duvarlarının içini izleyerek 3D modu edinimi üzerinde hacimsel aracı ile mesane 3D hacmi ölçün. Birden fazla konturlar daha sonra hacim hesaplamak için mesane kalınlığı ile oluşturulur.

4. Mikrokabarcık kontrast resuspension /aktivasyon

  1. Çözeltideki mikrokabarcıkları kapsüllemek için girdap mikserinde 45 s sallayarak kontrast maddeyi (örneğin, DEFINITY) etkinleştirin. Bu adım optimum kontrast geliştirme için önemlidir.

5. Kateter takılması

  1. Fare anestezi ve ısıtmalı platforma bantlanmış ile, deri ve karın duvarı ile düz keskin / künt makas kullanarak bir orta hat kesi ile mesane maruz.
  2. Mesaneiçine esnek polietilen boru (PE 50) ile şırıngaya bağlı 27 kalibrelik bir iğne yerleştirin. Mesaneye hava kabarcıklarının enjekte edilmediğinden emin olmak için tüpü tuzlu suyla önceden doldurun.

6. Kontrastlı görüntüleme protokolü

  1. İğne yerleşimini doğrulamak için ultrason ile gözlenirken mesaneye 10 μL tuzlu luk su takın.
  2. Üretral duvarların görselleştirilmesini ve olayları geçersiz kılmak için tuzlu şırıngayı kontrast içeren bir şırınga ile değiştirin, çünkü üretra normalde çökmüştür. Üretranın tam uzun eksen görünümü elde edildikten ve bir görüntü kaydedildikten sonra, kısa eksen görünümü ve M-Mode görüntüsü elde etmek için probu 90° döndürün.
  3. Bir idrara çıkma olayı meydana gelene kadar mesaneiçine 3 s başına 0,5 mL mikrokabarcıklar bir bolus aşı.
  4. İlk boşluklandırma olayı sırasında, doğrusal uzaklık aracını kullanarak Doppler hız numunesi penceresinin noktasındaki üretral çapı ölçün ve kenardan kenara ölçün.
  5. Üretra düzgün bir şekilde bulunduğunda, sondayı üretra ile ilgili olarak idrar akışına daha paralel hale getirmek için açı.
  6. Mesaneiçine ikinci bir mikrokabarcık bolus aşıntını ve hız zaman integrali (VTI) aracını kullanarak olay hızını ölçün.
  7. Veri toplama sonra, servikal çıkıç ile fare ötenazi.

7. Veri Hesaplama ve Analizi

  1. Kaydedilen görüntüleri izleyerek hızı ölçmek için VTI aracını seçin.
  2. Önden öne kenar kuralına kadar olan ön kenarı kullanarak üretranın çapını B modu veya M modu görüntüden ölçün.
  3. Yukarıda elde edilen görüntü ölçümlerini kullanarak aşağıdaki formülü (CSA) kullanarak kesit alanını (CSA) hesaplayın.
  4. Üretranın CSA'sını kullanarak boşluk hacmini hesaplayın ve Bunu Doppler izaltındaki alanla (hız süresi integrali)(CSA x VTI = hacim) çarparak hesaplayın.
  5. Santimetreküp başına bir gram yoğunluk varsayarak gerçek boşanmış idrar hacmini hesaplayın.

Sonuçlar

Ultrason ile veya kontrast geliştirme olmadan deneysel tasarım ve bitiş noktası ölçümü bağlı olarak kullanılabilir. Fareler izofluran eki ile anestezi ve tıraş ve saç tüm izleri bir tüy dökücü krem ile kaldırıldı. Anesteziye dayalı hayvanlar, mesanenin uzun ekseni boyunca konumlandırılmış ultrason sondası ile ısıtılmış bir platforma yerleştirilir (Şekil 1).

Şekil 2 kontrast madde olmadan edinilen bi...

Tartışmalar

Kemirgenlerin alt üriner yollarını değerlendirmek için mevcut teknikler, hastalığın ilerlemesine bağlı olarak prostatik histolojideki değişikliklerle yoksunfizyolojideki değişiklikleri doğrudan ilişkilendirme yetenekleri ile sınırlıdır. Void spot tahliller ve üroflowmetri kemirgenlerde spontan idrara çıkma olaylarını değerlendirmek için kullanılabilir ve bu teknikler zaman15,16,17bir süre içinde de?...

Açıklamalar

Yazarların açıklayacak bir şeyi yok.

Teşekkürler

Emily Ricke, Kristen Uchtmann ve Ricke laboratuarına hayvanyetiştiriciliğindeki yardımları ve bu el yazması hakkındaki geri bildirimleri için teşekkür ederiz. U54 DK104310 (WAR, JAM, PCM, CMV, DEB), R01 ES001332 (WAR, CMV), K12 DK100022 (TTL, AR-A, DH) İçerik sadece yazarların sorumluluğundadır ve NIH'nin resmi görüşlerini temsil etmez.

Malzemeler

NameCompanyCatalog NumberComments
21mm Clear TubingSupera Anesthesia Innov301-150
27 gauge needleBDZ192376
4 port ManifoldSupera Anesthesia InnovRES536
DEFINITYLantheus Medical ImagingDE4
F/AIR CanisterSupera Anesthesia Innov80120
Graefe forceps (Serrated, Straight)F.S.T.11050-10
Inlet/Outlet FittingsSupera Anesthesia InnovVAP203/4
IsofluraneMidwest Vet Supply193.33161.3
Isoflurane VaporizerSupera Anesthesia InnovVAP3000
MV707 probeFujifilm VisualSonics Inc
Oxygen FlowmeterSupera Anesthesia InnovOXY660
Polyethylene 50 tubingBD427516
Pressure Reg/GaugeSupera Anesthesia InnovOXY508
Rebreathing CircuitsSupera Anesthesia InnovCIR529
Small Mice Nose ConeSupera Anesthesia InovACC526
Sterile salineMidwest Vet Supply193.74504.3NaCl 0.9%, Injectable
Straight Sharp/Blunt ScissorsFine Scientific Tools (F.S.T)14054-13
SyringeBD3096465mL
Vevo 770Fujifilm VisualSonics Inc
VIALMIXLantheus Medical ImagingVMIX

Referanslar

  1. Kirby, R. S. The natural history of benign prostatic hyperplasia: what have we learned in the last decade. Urology. 5, 3-6 (2000).
  2. Berry, S. J., Coffey, D. S., Walsh, P. C., Ewing, L. L. The development of human benign prostatic hyperplasia with age. Journal of Urology. 132 (3), 474-479 (1984).
  3. Lotti, F., et al. Elevated body mass index correlates with higher seminal plasma interleukin 8 levels and ultrasonographic abnormalities of the prostate in men attending an andrology clinic for infertility. Journal of Endocrinological Investigation. 34 (10), 336-342 (2011).
  4. Lotti, F., et al. Metabolic syndrome and prostate abnormalities in male subjects of infertile couples. Asian Journal of Andrology. 16 (2), 295-304 (2014).
  5. Chute, C. G., et al. The prevalence of prostatism: a population-based survey of urinary symptoms. Journal of Urology. 150 (1), 85-89 (1993).
  6. Isaacs, J. T., Coffey, D. S. Etiology and disease process of benign prostatic hyperplasia. Prostate Supplemental. 2, 33-50 (1989).
  7. Kortt, M. A., Bootman, J. L. The economics of benign prostatic hyperplasia treatment: a literature review. Clinical Therapeutics. 18 (6), 1227-1241 (1996).
  8. Abrams, P., et al. Evaluation and treatment of lower urinary tract symptoms in older men. Journal of Urology. 181 (4), 1779-1787 (2009).
  9. Roehrborn, C. G. Benign prostatic hyperplasia: an overview. Reviews Urology. 7, 3-14 (2005).
  10. Andersson, K. E., Soler, R., Fullhase, C. Rodent models for urodynamic investigation. Neurourology and Urodynamics. 30 (5), 636-646 (2011).
  11. Nicholson, T. M., et al. Estrogen receptor-alpha is a key mediator and therapeutic target for bladder complications of benign prostatic hyperplasia. Journal of Urology. 193 (2), 722-729 (2015).
  12. Nicholson, T. M., et al. Testosterone and 17beta-estradiol induce glandular prostatic growth, bladder outlet obstruction, and voiding dysfunction in male mice. Endocrinology. 153 (11), 5556-5565 (2012).
  13. Ricke, W. A., et al. In Utero and Lactational TCDD Exposure Increases Susceptibility to Lower Urinary Tract Dysfunction in Adulthood. Toxicological Sciences. 150 (2), 429-440 (2016).
  14. Bell-Cohn, A., Mazur, D. J., Hall, C. C., Schaeffer, A. J., Thumbikat, P. Uropathogenic Escherichia coli-Induced Fibrosis, leading to Lower Urinary Tract Symptoms, is associated with Type-2 cytokine signaling. American Journal of Physiology Renal Physiology. , (2019).
  15. Wegner, K. A., et al. Void spot assay procedural optimization and software for rapid and objective quantification of rodent voiding function, including overlapping urine spots. American Journal of Physiology Renal Physiology. , (2018).
  16. Bjorling, D. E., et al. Evaluation of voiding assays in mice: impact of genetic strains and sex. American Journal of Physiology Renal Physiology. 308 (12), 1369-1378 (2015).
  17. Leung, Y. Y., Schwarz, E. M., Silvers, C. R., Messing, E. M., Wood, R. W. Uroflow in murine urethritis. Urology. 64 (2), 378-382 (2004).
  18. Fry, C. H., et al. Animal models and their use in understanding lower urinary tract dysfunction. Neurourology and Urodynamics. 29 (4), 603-608 (2010).
  19. Khoo, S. W., Han, D. C. The use of ultrasound in vascular procedures. Surgical Clinics of North America. 91 (1), 173-184 (2011).
  20. Hunter, L. E., Simpson, J. M. Prenatal screening for structural congenital heart disease. Nature Reviews Cardiology. 11 (6), 323-334 (2014).
  21. Hammoud, G. M., Ibdah, J. A. Utility of endoscopic ultrasound in patients with portal hypertension. World Journal of Gastroenterology. 20 (39), 14230-14236 (2014).
  22. Sikes, R. A., Thomsen, S., Petrow, V., Neubauer, B. L., Chung, L. W. Inhibition of experimentally induced mouse prostatic hyperplasia by castration or steroid antagonist administration. Biology of Reproduction. 43 (2), 353-362 (1990).
  23. Mizoguchi, S., et al. Effects of Estrogen Receptor beta Stimulation in a Rat Model of Non-Bacterial Prostatic Inflammation. Prostate. 77 (7), 803-811 (2017).
  24. Pandita, R. K., Fujiwara, M., Alm, P., Andersson, K. E. Cystometric evaluation of bladder function in non-anesthetized mice with and without bladder outlet obstruction. Journal of Urology. 164 (4), 1385-1389 (2000).

Yeniden Basımlar ve İzinler

Bu JoVE makalesinin metnini veya resimlerini yeniden kullanma izni talebi

Izin talebi

Daha Fazla Makale Keşfet

T pSay 150Ultrasonbenign prostat hiperplazisifare modelleriidrar akya lanmaalt riner sistem disfonksiyonu

This article has been published

Video Coming Soon

JoVE Logo

Gizlilik

Kullanım Şartları

İlkeler

Bize Ulaşın

KÜTÜPHANEYE TAVSİYE ET

JoVE HABER BÜLTENLERİ

Araştırma

Eğitim

Yazarlar

Kütüphaneciler

JoVE Hakkında

Telif Hakkı © 2020 MyJove Corporation. Tüm hakları saklıdır