CKS için NHLBI R01 HL073087.

Deneysel protokolleri Aşağıdaki farklı protokoller, non-invaziv IR fare kalp soruşturma yönelik ölçümler fizibilite kurmak için kullanılır. Temel ekokardiyografik görüntüleme IR kurtarma sırasında birden fazla zaman noktalarında ekokardiyografi ile izledi iskemi-reperfüzyon cerrahi indüksiyon (IR, protokol 1) izledi. Protokol 1. Sol ön inen (LAD) arter IR: Cerrahi Prosedür Bay C57BL / 6 erişkin farelerde standart laboratuvar yemi ve içme suyu ad libitum erişim konut koşullar altında tutuldu (8 haftalık; Harlan Teknolojileri, IN; 24.5 ± 1.5g, ortalama ± SD). Fareler intraperitoneal ketamin (100 mg / kg) ve sıcak bir cerrahi masanın üzerine koydu ksilizin (10mg/kg), bir karışımı kullanılarak anestezi ve endotracheally entübe. Kemirgenler için uygun anestezi düzleminde ayak tutam refleksleri bırakma ve solunum yavaşlama elde edilir. Araçların% 70 etanol yıkar ve otoklav ile sterilize edildi. Steril alanında kalan herhangi bir araçları sürekli kullanmadan önce 1 dakika sıcak bir boncuk enstrüman sterilizatör içine yerleştirildi. Fareler uygun bir hızı ve tidal volüm hava izofluran karışımı kullanarak havalandırılan (Harvard Apparatus, Boston, MA). Kardiyak elektrofizyoloji üç-EKG kurulumu kullanarak ameliyat boyunca takip edildi ve değişiklikleri, PC Powerlab yazılımı (AD Aletleri) kullanılarak kaydedildi. Kalbin sol torakotomi ile erişilen. Sol akciğer, perikard erişimine izin vermek için geri alındı. Sol kulak kepçesi, konik iğne üzerine monte 7-0 Prolen sütür kullanılarak izole edilmiştir koroner LAD maruz yükselmiş oldu. Dikiş, geri dönüşümlü iskemi ikna etmek için bir parça boru PE-10 üzerinde sıkılır. LAD 60 dakika süreyle kapatıldı. 60 dakika sonra, dikiş yaralı miyokard reperfüzyon izin vermek için serbest bırakıldı. Başarılı reperfüzyon üzerine, toraks yarıda 7-0 Prolen sütürler 5-0 Prolen dikişlerle yanı sıra cilt insizyonu ile kapatıldı. Ameliyat boyunca, vücut ısısı 36.7 muhafaza ± 0.5 ° C ısıtılmış bir cerrahi tabloyu kullanarak ve rektal ısı probu ile izlenmektedir. Iskemik atak, görsel olarak takdir AG miyokardın soluk renklenme neden olur. Toraks sütüre kapalı, trakeal tüp, kendi başına nefes fare sağlayan kesildi. Hayvan sonra kendi kafesine döndü ve ısıtma bloğu 37 ° C&#39;nin üzerine yerleştirildi Kurtarma işlemi tamamlandıktan sonra, hayvan ekokardiyografik görüntüleme önce kemirgen vivaryum birimine iade edildi. Tüm prosedürler, Ohio State Üniversitesi Kurumsal Laboratuar Hayvanları Bakım ve Kullanım Kurulu (ILACUC) tarafından kabul edildi. Protokol 2. Kardiyak fonksiyon ve duvar hareket anormalliği tespit belirlenmesi için M-mod görüntüleme protokolü Kardiyak fonksiyon ve duvar hareket anormallikleri radyal ve boyuna değişiklikleri değerlendirmek için, yüksek frekans, yüksek çözünürlüklü ultrason tarayıcı (Visual Sonics Inc, Toronto, Kanada) kullanarak pre-IR görüntüleme yapıldı. Duvar boyutları gibi Standart M-mod ekokardiyografi parametreleri, sistol, diyastol ve atım hacmi, ejeksiyon fraksiyonları (EF), fraksiyonel kısalma (FS), kardiyak output (CO), ve iç çapı sistol ve diyastol, hacimleri kullanarak değerlendirildi (pre-IR, 3 ve 7 gün) her zaman noktası inşa edilen M-mod protokolü. Protokolü 3. VevoStrain izleme algoritması protokolü speckle B-mod filmleri kazanılmış ve gerilme analizleri yapmak için algoritma VevoStrain inşa kullanarak işleme tabi tutuldu. Bu sayede hız, yer değiştirme, gerilme ve gerinim hızı, kontrol paneli istenilen simgelere tıklayarak tarafından yapıldı veri değerleri ile birlikte interaktif araziler ve M-mod görüntüler veren arayüz sağlanan ayrı radyo düğmeleri ile değerlendirilmesi. Değerlendirme Suşlarının Takip speckle 2-B&gt; 275 kare / sn &#39;sine döngüler bir kare hızında LV kısa eksen görünümde satın alındı ​​Gri Tonlama Her deney için, bir iş istasyonu üzerinde çevrimdışı analiz için en az üç ardışık kalp döngüleri kaydedildi ve dijital bir sabit diskte saklanır. Biz Vevo2100 dahil speckle izleme algoritması kullanılır. Gerinim analizi, aynı eğitimli bir gözlemci tarafından yapıldı. Ilgi bölgede minimal endokardiyal alana karşılık gelen görüntü ventrikül kesiti boyunca üst üste oldu. Yazılım algoritması sonra, altı parça halinde otomatik olarak sol ventrikül kısa eksen bölünmüş kalp döngüsü boyunca izleme speckle. Izleme kalitesi daha sonra görsel olarak incelenmelidir ve en az beş bölüm için yeterli olup olmadığını, izleme kabul edildi.ed. Protokol 4. Doppler akış ölçüm protokolü Mitral yetmezliği ve çalışma LV sistolik kan basıncı (dP / dt) değişim oranı hesaplamak için, Doppler akım algılama protokolü kullanılmıştır. Bu amaçla, power Doppler kan akış hızı profilleri, mitral kapak yetersizlik jet ve aort jet prob koyarak satın alınmıştır. Görüntüleme kan akış hızı gibi pik ve ortalama hızı, pik gibi parametreleri değerleri elde etmek ve ortalama basınç eğimleri, hız zaman integrali ve zaman ölçümü ile izledi. DP / dt hesaplama için, mitral kapak yetersizliği hız profili erken sistol (hız profili dik eğim yük bağımlılığı en aza indirmek için) ve eğim ilgili zaman hızını ölçmek için kullanılmıştır. Son olarak, Bernoulli denklemi, sistolik basınç artış oranını belirlemek için hız-basınç dönüşüm sağladı. Ekokardiyografik Veri Toplama Fare bilinçli bir devlet görüntülü bir oda sıcaklığı 37 ° C ile sol bir yüzükoyun yatar pozisyonda deneyimli bir eylemci tarafından düzenlenen, ortam aydınlatma azalmıştır. Kalp, 1.0 cm derinlik ayarı ile parasternal uzun ve kısa eksen kez ve ≥ 270 kare / sn bir kare hızında 2-B modunda görüntülendi Süpürme hızı 200 mm / sn bir M-mod görüntü elde edilmiştir Tüm ölçümler Amerikan Ekokardiyografi Derneği tarafından sağlanan yönergelere göre yapıldı. Görüntüleme elektrokardiyogram tandem kaydı ile birlikte bilinçli farelerde yapıldı. Sona sistol minimum AG alanı olarak tanımlanmıştır. Segmental, G circ ve S rad eğrileri sonra diyastol sonu noktalardan başlayarak uygun sinyallere entegre inşa edilmiş ve daha sonra ortalama segmental strain eğrileri elde etmek için ortalama edildi. Sistol sonu suşları sonra ortalama gerilme eğrisi elde edildi. Temsilcisi Sonuçlar İki boyutlu filmleri yüksek kare hızı (8 kHz) elde edilen yüksek kaliteli miyokard gerginlik tahmin etmek için kullanılmıştır. Zamanın bir fonksiyonu olarak iki boyutlu Elastograms (zorlanma görüntüleri), yanı sıra gerginlik profilleri IR fonksiyonel sonucu takdir yardımcı oldu. Yukarıda bahsedilen yaklaşım aşağıdaki parametrelerin güvenilir algılama yol açtı: Standart IR Çıktıları (genellikle literatürde bildirilen) <ul><li> sol ventrikül (LV) daralma <ul><li> yaralanma, fonksiyonel kaybı ile sonuçlanan kalp kasılma ve gevşeme bozar </li><li> AG odasının alanı ve kütle değişiklikler (hipertrofisi) </li></ul></li><li> AG rahatlama kalpleri yenerek, pre-IR ve post-IR izovolümetrik aşamadan </li><li> tehlikeye sektör bilge duvar hareket </li><li> kan akım paterni çalkantısı gibi, renkli Doppler filmleri ve hız profilleri ortaya </li><li> Küresellik doğru LV şekil değiştirir </li><li> olması, ejeksiyon fraksiyonu </li><li> zayıflatılmış fraksiyonel kısalma </li></ul> Benzersiz post-IR Çıktıları (Önce bir fare IR ayarı bildirilen, ancak insanlarda klinik önemi bilinen asla ) <ul><li> yetersizlik etkili orifis (ERO) <ul><li> kapak yetmezliğinin temel bir ölçü </li></ul></li><li> azalmış miyokard suşları (çevresel yanı olarak radyal) <ul><li> miyokard gücü ve anatomik deformasyon temel bir ölçü </li></ul></li><li> AG sektörlerde de asenkroni <ul><li> temel bir ölçü doğasında periyodik kalbin pompalama özellikleri </li></ul></li><li> duvar hareket ve simetri <ul><li> vektörlerinin büyüklüğü ve yönü değişiklikler etkilenen yerinde büyüklüğü, yönü ve simetri gösteren </li></ul></li><li> mitral kapak ve aort boyut <ul><li> İç çapı, mitral kapak delikli ve aort değişiklikler </li></ul></li><li> mitral yetersizliği <ul><li> AG mitral broşürler eksik kapatılması nedeniyle sol atriyum kan geri akış </li></ul></li></ul><ul><li> sektör büyüklüğü radyal akıllıca değişiklikler (Srad) ve çevresel (Scir) suşu </li><li> ön-IR verilerine göre değişen desenleri işaretli varyasyon ile birlikte gerginlik oranlarındaki değişiklikler </li><li> AG sektörlerin eşzamanlılık gibi Amerikan Ekokardiyografi Derneği göre bölünmüş </li><li> doku Doppler ve strain görüntüleme ile değerlendirilen ventriküler mekanik miyokard sertliği ile eşzamanlılık ve dernek miyokard gücü azaldı </li><li> IR-etkilenen site resmeden film tehlikeye hareketi (yavaş ve asimetrik) gösterilen vektörlerinin büyüklüğü ve yönü değişiklikler </li><li> mitral kapak orif iç çaplarıbuz ve aort </li></ul><img src="/files/ftp_upload/1781/1781fig1.1.jpg" alt="Şekil 1 I" /> Şekil 1i miyokard gerinim ölçümü: kısa vektörler (M1) ile gösterilir diastol tam bir rahatlama <img src="/files/ftp_upload/1781/1781fig1.2.jpg" alt="Şekil 1 II" /> Şekil 1ii miyokard gerinim ölçümü: AG vektörlerin uzunluğu ve yönü ile gösterilen sözleşme, yaralanma sitede (yeşil nokta) daralma sınırlıdır (M2) <img src="/files/ftp_upload/1781/1781fig1.3.jpg" alt="Şekil 1 III" /> Şekil 1iii miyokard gerinim ölçümü: sistol kısa vektörler (M3) ile gösterilir, tam daralma <img src="/files/ftp_upload/1781/1781fig1.4.jpg" alt="Şekil 1 IV" /> Şekil 1iv miyokard gerinim ölçümü: diyastol uzun ekseni (M4) <img src="/files/ftp_upload/1781/1781fig1.5.jpg" alt="Şekil 1 V" /> Şekil 1v miyokard radyal suşu (G rad) ölçümü: renk kodlu eğrileri Fig1.i-iv görüntüleri ilgili renkli noktalarda suşu (M5) temsil <img src="/files/ftp_upload/1781/1781fig1.6.jpg" alt="Şekil 1 VI" /> Şekil 1vi miyokard çevresel gerilme (S CIR) ölçümü: renk kodlu eğrileri Fig1.i-iv görüntüleri ilgili renkli noktalarda suşu (M6) temsil eder Şekil 1. B-mod film sonunda diyastol (ED) ve sistol (ES) ve AG kamara boyutu post-IR değişikliklerin görüntülenmesi. Iki-boyutlu sol ventrikül (LV), çevresel gerilme (G circ) ve radyal gerilme (G rad) belirlemek için B-mod görüntü izleme ekokardiyografi speckle . VevoStrain miyokardın hareket büyüklüğü ve yönü, engelli miyokardın yaralanma yerinde vektörler gösteren eksenel ve parasternal uzun eksen görüntülerde betimleyen vektörlerin gözlemlemek için izleme algoritması speckle. Radyal temel bir fare ve bir fare sonrası IR day7 ve boyuna suşlar. Miyokardın bazal (pre-IR) sitelerinde farklı renk kodlu noktalarını gösteren gerilme profilleri renk kodlu ve kalpleri tedavi (post-IR, day7). LV-sol ventrikül, RV sağ ventrikül, S rad-radyal gerilme, S devre çevresel gerilme. <img src="/files/ftp_upload/1781/1781fig2.jpg" alt="Şekil 2" /> Şekil 2. Miyokard sektörel eşzamanlılık. Analizler gerginlik veriler öncesi ve sonrası-IR dayanmaktadır. AG Ekokardiyografi American Society of göre altı sektörler (1 = posterior bazal, 4 = anterior bazal, 2 = arka orta, 5 = anterior orta, 3 = posterior apeks, 6 = ön apeks) bölünmüştür. Doku Doppler ve strain görüntüleme ile değerlendirilen ventriküler miyokardiyal sertlik ile ilişkisini görmek için mekanik senkronize Doğrulama. Renk kodlu görüntü paneli süre değerleri ile 1-6 milisaniye cinsinden ilgili sektörler üzerinde zirve gösteren sektörler. Grafikler açısından, pre-IR ve post-IR için sağlanan Radyal ve boyuna eşzamanlılıklar. Grafikler renk, ilgili sektörlerin renge karşılık gelir. <img src="/files/ftp_upload/1781/1781fig3.1.jpg" alt="Şekil 3 I" /> Şekil 3i anatomik ölçümler: mitral yetersizliği farelerin kalp delik çapı (tekrarlanan ölçümler ile mavi çizgiler), aorta numune hacmi (sarı çizgiler) (M8) <img src="/files/ftp_upload/1781/1781fig3.2.jpg" alt="Şekil 3 II" /> Şekil Fare kalp, üst ileri ve mitral kapak (M9) daha düşük geri akış 3ii yetersizlik akım profilleri <img src="/files/ftp_upload/1781/1781fig3.3.jpg" alt="Şekil 3 III" /> Şekil Akış hızı profilleri dışarı 3iii fare kalp aort (M10) <img src="/files/ftp_upload/1781/1781fig3.4.jpg" alt="Şekil 3 IV" /> Şekil 3iv. Mitral kapak yetersizlik orifis, Ao = aort, LA = sol atriyum, LV = sol ventrikül, r = yarıçap (M11) Şekil 3. Mitral kapak V yetersizlik fraksiyonu (RF). Yetersizlik fraksiyonu ölçümü için ekokardiyografik görüntü paneli (RF). Aort çapı (AOD) ve yetersizlik jet ve aorta numune hacmi yerleşimini gösteren mitral kapak orifis çapı (MVD) ölçümü. Bu ölçümler, bazal altında ve üstünde hız profilleri ileri ve geriye doğru olan kan akışı ve LV sol atriuma geri gösterir yetersizlik hız profilleri ve çıkan aort akışı sağlar. RF (%) aşağıdaki formül kullanılarak hesaplama RF = OG CSA * diyastol OG jet VTI - Ao CSA * sistol az Ao jet VTI) * 100 / OG CSA * VTIMV. Regurgitated mitral kapak post-IR farelerde göstergesi yetersizlik fraksiyonu gösteren yetersizlik fraksiyonu Niceleme. LV küresellik nedeniyle mitral kapak etkili yetersizlik orifis Değişim (ERO) post-IR. Temsilcisi renkli Doppler görüntüler LV sol atrium akan kan tasvir. Genişlemiş kan akışını orifis türbülanslı akış ve artan anormal akış hızı gösterir. ERO kapak yetersizlik göstermektedir. Akış hızı yumuşatılmış. Pulsed türbülanslı akış laminer geçişler belirlenmesinde yarar olarak kullanılmaktadır. ERO bilgisayarlı formülü kullanarak, ERO = Akış / Vmax = 2 π r2 Va / Vmax, Va = Aliasing hızı, r = orifis yarıçapı, Vmax = maksimum hız. <img src="/files/ftp_upload/1781/1781fig4.1.jpg" alt="Şekil 4 I" /> Şekil IR öncesi fare fonksiyonel parametreler 4i ölçümü. Yumuşak eşya izleme, kırmızı dikey çizgi parametreleri hesaplar = diyastol, yeşil dikey çizgi sistol (M12) <img src="/files/ftp_upload/1781/1781fig4.2.jpg" alt="Şekil 4 II" /> Şekil Post-IR fare fonksiyonel parametreleri 4ii ölçümü. Yumuşak eşya izleme, kırmızı dikey çizgi parametreleri hesaplar = diyastol, yeşil dikey çizgi sistol (M13) Şekil 4. Ventrikül sistolik basıncı (dP / dt) değişim oranı: pre-ve post-IR. DP / dt ile ejeksiyon fraksiyonu (EF) Korelasyon. Temel fonksiyonel ölçümler alındığı bir M-mod gösteren resim paneli. Zaman içinde kalp kontraktilite ayrımcılık; dP / dt post-IR gösteren çubuk grafikler. Bir parametre ölçümü gösteren diğer klinik bilgi verir. <img src="/files/ftp_upload/1781/1781fig5.jpg" alt="Şekil 5" /> Şekil 5. IR öncesi gerginlik ölçümünü gösteren kısa eksen film. Kalp fare kalp-IR öncesi morfolojisi görselleştirmek için parasternal görünümü elde Ekokardiyografik film. <img src="/files/ftp_upload/1781/1781fig6.jpg" alt="Şekil 6" /> Şekil 6. -IR sonrası LV gerinim ölçümü gösteren kısa eksen film Bir fare AG Temsilcisi eksenel film kabul ölçüm beş belirli noktalarda doku gerilme vektörleri gösteren endokard kadar uzanır. <img src="/files/ftp_upload/1781/1781fig7.jpg" alt="Şekil 7" /> Şekil 7. Parasternal uzun eksen renkli Doppler film Renkli Doppler akım film kan gösteren diyastolde LV içine mitral kapak yoluyla sol atriuma gelen pompalanır ve kan kalbin sistol aşamasında, doğru akış uzakta mavi renk ve kırmızı renk (BART) yönü ile aort ile pompalanır ultrason probu.

Kullanarak ölçüm dayalı gerilme verileri izleme algoritması nispeten daha az gözlemci yazılım tarafından yapılan analiz en bağımlı speckle. Ancak gözlemci deneyimi hakkında daha fazla bağlı olan B-mod filmlerde epikardiyum ve endokard yatılı izleme sırasında dikkatli olmak gerekir. Ayrıca, hız profilleri, M-mode analiz ve ölçüm aynı zamanda bağımlı minimal gözlemci. Ancak, basınç, Bernoulli formülü ölçüm hatası, hatta küçük bir miktar tarafından ifade pik hızının karesi ile doğrudan bağlı olduğundan kez basınç artışı ve ölçüm ölçümü, gözlemci ölçümleri sırasında çok dikkat gerektirir dP / dt ölçümü toplam hata kareleri etkisi üretirler. Ayrıca, yetersizlik orifis sistol boyunca mutlaka sabit değildir ve bu potansiyel yetersizlik şiddetinin tahmin etkileyebilir. Yüksek dozlarda anestezi fraksiyonel kısalma diğer fonksiyonel parametreleri etkileyen dramatik bir düşüşe neden olabilir. Bu nedenle, sedasyon standart kullanımını daha iyi sonuç için önemlidir. Birçok parametreler örneğin, MRI etiketleme 2D ve 3D suşlar ölçebilir, diğer yöntemleri kullanılarak ölçülebilir. Ancak, ekokardiyografi, daha kullanıcı dostu.

<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

İskemi-reperfüzyon (IR) cerrahi sonra önemli klinik önemi fonksiyonel parametrelerin zamansal değişiklikleri izlemek için tekrarlanan görüntüleme tabi tutuldu fare kalplerinde yapıldı. İki boyutlu filmler yüksek kare hızı (8 kHz) elde edildi ve yüksek kaliteli miyokard gerginlik tahmin etmek için kullanılmıştır. İki boyutlu Elastograms (zorlanma görüntüleri), yanı sıra gerginlik profilleri, görüntülendi. Sonuçlar, sol ventrikül (LV) daralma, LV gevşeme ve sağlam farelerde hem de pre-IR ve IR sonrası dayak kalplerin izovolümetrik aşamaları da dahil olmak üzere kardiyak olaylar IR bağlı değişiklikleri kantitatif değerlendirilmesinde güçlü. Buna ek olarak, tehlikeye sektör bilge duvar hareket ve enfarkte miyokardda anatomik deformasyon görüntülendi. Elastograms fare miyokard enfarktüsü etkilendiği bilinen standart fizyolojik endekslerine ek olarak aşağıdaki parametreler hakkında bilgi sağlamak için benzersiz başardık: İç çapı, mitral kapak delikli ve aort, etkin yetersizlik orifis, miyokard suşu (çevresel de radyal olarak) yavaş ve asimetrik duvar hareketleri gösteren renkli Doppler filmleri ve hız profilleri, LV sektöründe asenkroni ve vektörlerin uzunluğu ve yön değişiklikleri ortaya koyduğu gibi, kan akış paterni türbülans. Bu çalışma, bu tür analizlere nasıl yapılır görsel gösteri vurguluyor.

Watch this Scientific Journal Video about High-frequency High-resolution Echocardiography: First Evidence on Non-invasive Repeated Measure of Myocardial Strain, Contractility, and Mitral Regurgitation

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 

Yüksek frekans Doppler ultrason bölgesel miyokard fonksiyonunu değerlendirmek için yeni bir teknoloji. Bu çalışma, miyokard gerilme, iskemi-Reperfüze (IR) fare kalp dp / dt ve mitral yetersizliği tekrarlanan ölçümler için bu çok yönlü bir görüntüleme platformu uygulanabilirliği gösteren ilk kanıt sunmaktadır.

Yüksek frekanslı Yüksek çözünürlüklü Ekokardiyografi: İskemi-Reperfüze murin Kalp Miyokard Strain, kontraktilite ve Mitral Yetmezliğinde Non-invaziv Tekrarlanan Ölçüm İlk Kanıt

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 Görüntüleme.  The Ohio State University. Yüksek frekans Doppler ultrason bölgesel miyokard fonksiyonunu değerlendirmek için yeni bir teknoloji. Bu çalışma, miyokard gerilme, iskemi-Reperfüze (IR) fare kalp dp / dt ve mitral yetersizliği tekrarlanan ölçümler için bu çok yönlü bir görüntüleme platformu uygulanabilirliği gösteren ilk kanıt sunmaktadır.

Video: 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 

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.

Murin Ekokardiyografi ve Ultrasonik Görüntüleme

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

Tıp

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.

Özellik Takibi Manyetik Rezonans Türetilmiş Miyokard Gerinim Değerlendirmesi

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.

Domuzlar miyokard enfarktüsü ve Fonksiyonel Sonuç Değerlendirmesi

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.

Sol ön inen arter ligasyonu ile Miyokard İskemi-reperfüzyon Hasarı bir fare modeli

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.

Kardiyoplejik Tutuklanma ile Miyokard Çarpıcı İlişkili sıçan İzole Kalp Modeli

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.

Sol Atrium, Aort ve Pulmoner Arter Murin Ekokardiyografi

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.

Yüksek çözünürlüklü optik eşleştirmenin fare Atria Elektrofizyolojik değerlendirme

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.

Farede Miyokard Enfarktüsü Çalışması İçin Kriyoyaralanma Modeli

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;

Sıçanda Mitral Regurgitation Kontrollü Hacim Aşırı Bir Görüntü Güdümlü Transapical Mitral Kapak BroşürÜ Delinme Modeli

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.