Name: transthoracic echocardiography in mice
Uploaded: 2010-05-28T17:00:00
Duration: 8 min 9 s
Description: Watch this Scientific Journal Video about Transthoracic Echocardiography in Mice at JoVE.com

We willen graag Dr Corey Reynolds en de BCM Mouse Fenotypering Core voor hun deskundige hulp bij dit project en vriendelijke toegang tot de faciliteiten bedanken. XHTW is een WM Keck Foundation Distinguished Scholar Young in Medisch Onderzoek, en wordt ook ondersteund door NIH / NHLBI beurzen R01-R01-HL089598 en HL091947, en spierdystrofie Vereniging verlenen # 69238. Dit werk is ook mede ondersteund door de Stichting Leducq Alliantie voor CaMKII Signalering in het Hart.

1. Voorbereiden Muizen for Imaging Studies <ol><li> Voorafgaand aan de beeldvormende studies, verdoven van de muis (2% isofluraan gemengd met 0,5 L / min 100% O 2) in de inductie kamer. Zorg ervoor dat afval gasfilter voor de veiligheid van de operator. Haal de dieren uit de kamer en gebruik van inductie tondeuses om de vacht te scheren van de hals tot midden borsthoogte. Verwijder vervolgens het resterende lichaamshaar met een ontharingscrème. Deze voorbereiding kan worden uitgevoerd een dag voorafgaand aan de imaging studies om potentiële ongewenste stress-respons te minimaliseren in de muizen. </li><li> Van toepassing duralube gel in beide ogen om uitdroging te voorkomen van de sclera (vermijd contact brengen van het hoornvlies met de gel applicator). Plaats de verdoofde muis in een liggende positie boven een verwarmingselement met ingebouwde ECG leidt in stand te houden lichaamstemperatuur. </li><li> Plaats de snuit in een neus aangesloten op het anesthesie-systeem om een steady-state sedatie niveau van de gehele procedure (1,0% tot 1,5% isofluraan gemengd met 0,5 L / min 100% O 2) te handhaven. Voer een teen of staart knijpen om sedatie te bevestigen. Indien nodig kan het niveau van de anesthesie worden aangepast aan een target heart rate van 450 ± 50 slagen per minuut (bpm) te verkrijgen. </li><li> Steek een rectale probe (na smeren) om voortdurend te controleren en de lichaamstemperatuur aan te passen via de verwarming pad. Het is belangrijk om de lichaamstemperatuur te handhaven binnen een nauwe marge (37,0 ° C ± 0,5 ° C), want zelfs matige veranderingen in temperatuur en hartslag van invloed op de hartfunctie bij muizen. </li><li> Van toepassing elektrode gel aan op de vier poten en plak ze aan de ECG-elektroden. </li></ol> 2. Het evalueren van systolische functie van het hart <ol><li> Om te beginnen deze procedure, breng dan een laagje voorverwarmde ultrasound gel aan op de borst, met name het gebied bovenliggende het hart. Gel moet worden opgewarmd tot ongeveer lichaamstemperatuur. Een volume van koude gel kan snel toe te voegen aan de snelheid van de lichaamstemperatuur verlies. Voorkomen dat luchtbellen in de gel, die kunnen interfereren met ultrasone beeldvorming. </li><li> Immobiliseren van de muis in een lichte opwaartse positie (hoofd omhoog) onder een lichte hoek. Met behulp van een micromanipulator, immobiliseren van de ultrasone sonde met een hoek van 90 ° tussen de sonde en het hart. </li><li> Om te beginnen maken van de korte-as echocardiografische metingen, de sonde parasternally neer te laten op de thorax. Vermijd het plaatsen van de sonde direct boven het borstbeen of op de huid, omdat dit het signaal verstoren. </li><li> Eerst zullen we voeren twee-dimensionale (2D) beeldvorming (&#39;B-mode&#39;) om een ​​beeld langs de parasternale korte as te verkrijgen. Stel het weergavegebied van de sonde op een compleet beeld afhankelijk van de grootte van het hart van het dier te verkrijgen. </li><li> Een goed beeld in deze oriëntatie zal de linker ventrikel en een lichte gedeelte van de rechter ventrikel wand. De pijl (zie video) geeft de anterolaterale en de posteromediale papillaire spieren, de achterste en de voorste muren van de LV, het intraventriculaire septum muur, en een lichte gedeelte van de rechter ventrikel wand. Tijdens deze metingen, speciale aandacht besteden aan mogelijke wandbeweging afwijkingen (bijvoorbeeld, hypokinesie, akinasia, asynchronie) of aneurysma&#39;s. </li><li> Vervolgens zullen we gebruik maken M-mode echocardiografie, welke een 1-dimensionaal (1D) weergave biedt, om fijne metingen van hart-afmetingen en de contractiliteit te verkrijgen. Bewaar verworven beelden voor latere evaluatie van de parameters van de systolische linker ventrikel functie. </li></ol> 3. Het evalueren van de diastolische functie van het hart <ol><li> Hoewel nog steeds het bekijken van de parasternale korte as, kunnen wij tissue Doppler imaging (TDI) aan snelheid van myocardiale beweging te meten. De regio van belang is gemarkeerd om een ​​achterste linker ventrikel wand voor radiale as evaluatie omvatten. De verkregen golfvorm heeft vier pieken om de diastolische functie te evalueren: IVRT, E &#39;, A&#39;, en IVCT. S &#39;staat voor systolische snelheid. (Figuur 3B) Deze parameters zullen later worden beschreven in de representatieve resultaten sectie. </li><li> Pulse-wave Doppler (PWD) kan worden gebruikt om de snelheid van de bloedstroom te meten binnen een klein gebied op een bepaalde diepte in het myocard weefsel. Het imago van de trans-mitralisklep stromingspatroon, achterover kantelen van het dier in de Trendelenburg-positie. Kantel de sonde, zodanig dat de sonde is orthogonaal met de top van het hart. </li><li> Nu verhogen isofluraan niveau om de hartslag te verlagen tot 300-350 bpm, die de beweging van de mitralisklep zal vertragen. Ter vergelijking studies, is het belangrijk om te behouden dezelfde hartslag tussen de dieren. </li><li> Visualiseer de bewegingen van de mitralisklep als een referentiepunt om de stroom te meten over de afsluiter. Leg het monster volume aan het uiteinde van de mitralisklep. </li><li> Meet de stromingspatronen in de mitralisklep met behulp van PWD. Twee golven zijn karakteristiek gezien, een vertegenwoordiger van passieve vulling van de ventrikel (begin van de [E] golf), eneen consistent met actieve vullen met atriale systole (atriale [A] golf). In een gezond hart, de E-wave velocity is iets groter dan die van de A-golf (figuur 3C). </li><li> Als alle metingen zijn voltooid, verwijdert u de elektrode-gel (door zachtjes af te vegen met een standaard gaas pads) en beperkingen van het dier. Laat het ongeremde dier boven op de verwarmde ECG pad te herstellen in een verticale positie en uit te schakelen van de anesthesie. Wanneer de muis ontwaakt, terug in de kooi. </li></ol> 4. Vertegenwoordiger van transthoracale echocardiografie resultaten Niet-invasieve echocardiografische studies kunnen worden gebruikt om de linker ventrikel morfologie en functie in muismodellen van hart-en vaatziekten te beoordelen. 4,5 Deze techniek wordt veel gebruikt en biedt een alternatief voor de terminal procedures voor LV functie te beoordelen, zoals intracardiale druk-volume lus measurements.8 of de ex vivo werkende hart model. negen Beoordeling van LV kamer afmetingen door transthoracale M-mode echocardiografie maakt voor de detectie van abnormale LV kamer uitbreiding of toegenomen wanddikte in verschillende modellen van hart-en vaatziekten. 5 Zo, transthoracale echocardiografie, gecombineerd met een pulse wave Doppler , is een brede laan voor de niet-invasieve evaluatie van de systolische en diastolische hartfunctie in muizen. <img src="/files/ftp_upload/1738/1738fig1.jpg" alt="Figuur 1" /> Figuur 1. Overzicht van Vevo 770 hoge resolutie in vivo micro-Imaging Systeem voor Echocardiografie en Doppler Imaging. (A) We gebruiken de VisualSonics geïntegreerd railsysteem met fysiologische monitoring unit, EKG boord, en RMV 30MHz scan hoofd. (B) De muis wordt gepositioneerd en goed terughoudendheid aan de verwarming bord met geïntegreerde ECG-elektroden (goud kleur). De vier ledematen zijn afgeplakt in de ECG-elektroden. (CD) foto&#39;s waarop de juiste hoeken voor pulse-wave Doppler gebruikt om de diastolische functie metingen, zoals beschreven in paragraaf 4 van het protocol te verkrijgen. Probe oriëntatie voor systolische functie metingen worden weergegeven in de video-protocol. <img src="/files/ftp_upload/1738/1738fig2.jpg" alt="Figuur 2" /> Figuur 2. Vertegenwoordiger van 2D-echocardiografie Images (B-mode). (A) Para-borstbeen korte-as te bekijken met de linker ventrikel anterior (AW) en posterior (PW) muren, het intraventriculaire septum muur (SW), en de laterale wand (LW). De diameter van de linker ventrikel lumen kan worden gemeten als de linker ventrikel inwendige diameter (LVID). De asterisk geeft aan dat de posteromediale papillaire spier. (B) Apical vier-kamer te bekijken met een weergavegebied boven de mitralisklep voor het bepalen van E / A piek snelheden. MVAL, mitralisklep anterior folder, MVPL, mitralisklep posterior folder, RV, rechter ventrikel, LV, linker hartkamer. <img src="/files/ftp_upload/1738/1738fig3.jpg" alt="Figuur 3" /> Figuur 3. Verwerving en kwantificering van Echocardiografie en Doppler Data. Dit cijfer bevat representatief beeld van de verkregen gegevens die overeenkomen met de 2D-echocardiografie beelden weergegeven in figuur 2. (A) M-mode tracing met lijnen die end-systolische (ESD) en de eind-diastolische diameter (EDD). LVAWD / S, linker ventrikel anterior wanddikte (diastole / systole); LVPWD / S, linker ventrikel posterior wanddikte (diastole / systole). (B) Representatieve traces voor de tissue Doppler beeldvorming van de LV achterste muur. IVRT, isovolumic relaxatietijd, IVCT, isovolumic samentrekking tijd. De E &#39;wave komt overeen met de beweging van de mitralisklep annulus tijdens de vroege diastolische vulling van de LV en de A&#39; wave is afkomstig van atriale systole tijdens de late vullen van de LV. S &#39;vertegenwoordigen systolische snelheid. (C) Pulse golf Doppler-opname van mitralisklep folder tips geeft mitralis instroom velocity patronen waaruit vroege diastolische snelheid (E), late diastolische snelheid met een diastolische contractie (A), en de E / A-verhouding kan worden afgeleid. Het IVRT is ook een nuttige variabele om de diastolische functie en vullingsdrukken karakteriseren. ET geeft uitwerpen tijd.

<ol>
	<li>Zhang, T. M. a. i. e. r., S, L., Dalton, N. D. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=The+deltaC+isoform+of+CaMKII+is+activated+in+cardiac+hypertrophy+and+induces+dilated+cardiomyopathy+and+heart+failure.">The deltaC isoform of CaMKII is activated in cardiac hypertrophy and induces dilated cardiomyopathy and heart failure.</a> Circ Res. 92 (8), 912-912 (2003).</li><li>Srivastava, D., Thomas, T., Lin, Q. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Regulation+of+cardiac+mesodermal+and+neural+crest+development+by+the+bHLH+transcription+factor,+dHAND.">Regulation of cardiac mesodermal and neural crest development by the bHLH transcription factor, dHAND.</a> Nat Genet. 16 (2), 154-154 (1997).</li><li>Sood, S., Chelu, M. G., van Oort, R. J. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Intracellular+calcium+leak+due+to+FKBP12.6+deficiency+in+mice+facilitates+the+inducibility+of+atrial+fibrillation.">Intracellular calcium leak due to FKBP12.6 deficiency in mice facilitates the inducibility of atrial fibrillation.</a> Heart Rhythm. 5 (7), 1047-1047 (2008).</li><li>Gardin, J. M., Siri, F. M., Kitsis, R. N. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Echocardiographic+assessment+of+left+ventricular+mass+and+systolic+function+in+mice.">Echocardiographic assessment of left ventricular mass and systolic function in mice.</a> Circ Res. 76 (5), 907-907 (1995).</li><li>Tanaka, N., Dalton, N., Mao, L. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Transthoracic+echocardiography+in+models+of+cardiac+disease+in+the+mouse.">Transthoracic echocardiography in models of cardiac disease in the mouse.</a> Circulation. 94 (5), 1109-1109 (1996).</li><li>Patten, R. D., Aronovitz, M. J., Bridgman, P. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Use+of+pulse+wave+and+color+flow+Doppler+echocardiography+in+mouse+models+of+human+disease.">Use of pulse wave and color flow Doppler echocardiography in mouse models of human disease.</a> J Am Soc Echocardiogr. 15 (7), 708-708 (2002).</li><li>Garcia-Fernandez, M. A., Azevedo, J., Moreno, M. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Regional+Left+Ventricular+Diastolic+Dysfunction+Evaluated+by+Pulsed-Tissue+Doppler+Echocardiography.">Regional Left Ventricular Diastolic Dysfunction Evaluated by Pulsed-Tissue Doppler Echocardiography.</a> Echocardiography. 16 (5), 491-491 (1999).</li><li>Pacher, P., Nagayama, T., Mukhopadhyay, P. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Measurement+of+cardiac+function+using+pressure-volume+conductance+catheter+technique+in+mice+and+rats.">Measurement of cardiac function using pressure-volume conductance catheter technique in mice and rats.</a> Nat Protoc. 3 (9), 1422-1422 (2008).</li><li>Larsen, T. S., Belke, D. D., Sas, R. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=.">.</a> Pflugers Arch. 437 (6), 979-979 (1999).</li><li>Roth, D. M., Swaney, J. S., Dalton, N. D. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Impact+of+anesthesia+on+cardiac+function+during+echocardiography+in+mice.">Impact of anesthesia on cardiac function during echocardiography in mice.</a> Am J Physiol Heart Circ Physiol. 282 (6), H2134-H2134 (2002).</li></ol>

Het is belangrijk om het niveau van de anesthesie, 10 lichaamstemperatuur en hartslag te standaardiseren binnen een cohort van muizen om de vergelijking tussen verschillende groepen of genotypen van muizen te vergemakkelijken bij het ​​gebruik van M-mode echocardiografie. Voor de beoordeling van de PWD diastolische functie, moet de hartslag worden verlaagd om de diastolische eigenschappen van de muis hart te evalueren. De vitale functies van het dier moeten nauw worden genomen met het oog op hemodynamische falen en de dood te voorkomen. Aan de andere kant, kan voor de systolische functie metingen met behulp van M-model echocardiografie, hartslag onder de 400 slagen per minuut eind-diastolische diameter te verhogen door de toegenomen vulling van de LV.

* Benodigde software is Vevo software waaronder B-Mode applicatie, pulse wave Doppler applicatie, en hart-en analyse-tools pakket.

transthoracic echocardiography in mice

In de afgelopen jaren, zijn muismodellen uitgegroeid tot de belangrijkste weg voor het bestuderen van de moleculaire mechanismen van cardiale dysfunctie als gevolg van veranderingen in genexpressie. Transgene en gene targeting methodes gebruikt kunnen worden om muizen met gewijzigde cardiale grootte en functie te genereren,<sup&gt; 1-3</sup&gt; En als gevolg daarvan,<em&gt; In vivo</em&gt; Technieken die nodig zijn om hun cardiale fenotype te evalueren. Transthoracale echocardiografie, pulse wave Doppler (PWD), en tissue Doppler imaging (TDI) kan worden gebruikt om driedimensionale metingen van de muis hart te geven en de mate van cardiale systolische en diastolische prestaties te kwantificeren. Twee-dimensionale beeldvorming is gebruikt om abnormale anatomie of bewegingen van de linker ventrikel te detecteren, terwijl de M-mode echo wordt gebruikt voor de kwantificatie van cardiale afmetingen en contractiliteit.<sup&gt; 4,5</sup&gt; Daarnaast wordt PWD gebruikt om de plaatselijke snelheid van de turbulente stroming te kwantificeren,<sup&gt; 6</sup&gt; Dat de TDI wordt gebruikt om de snelheid van myocardiale beweging te meten.<sup&gt; 7</sup&gt; Zo, transthoracale echocardiografie biedt een uitgebreide methode voor de niet-invasieve evaluatie van de hartfunctie bij muizen.

Watch this Scientific Journal Video about Transthoracic Echocardiography in Mice at JoVE.com

Transthoracic Echocardiography in Mice

Transthoracale echocardiografie biedt een niet-invasieve methode voor de evaluatie van de hartfunctie bij muizen. Een combinatie van echografie en Doppler beeldvormende technieken kan worden gebruikt voor dimensionele metingen van het hart en intracardiale bloedstroom, die samen zorgen voor een evaluatie van cardiale systolische en diastolische prestaties te verkrijgen.

Transthoracale echocardiografie in Muizen

In recent years, murine models have become the primary avenue for studying the molecular mechanisms of cardiac dysfunction resulting from changes in gene ...

Research

JoVE Journal

Medicine

Murine Echocardiography and Ultrasound Imaging

Muriene Echocardiografie en Ultrasound Imaging

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

Murine Fetal Echocardiography

Murine Foetale echocardiografie

Transgenic mice displaying abnormalities in  cardiac development and function represent a powerful tool for the understanding  the molecular mechanisms ...

In utero Measurement of Heart Rate in Mouse by Noninvasive M-mode Echocardiography

In utero Measurement of Heart Rate in Mouse by Noninvasive M-mode Echocardiography

In utero Meting van de hartslag in de Muis door invasieve M-mode echocardiografie

Congenital heart disease (CHD) is the most frequent noninfectious cause of death at birth. The incidence of CHD ranges from 4 to 50/1,000 births (Disease ...

Assessment of Right Ventricular Structure and Function in Mouse Model of Pulmonary Artery Constriction by Transthoracic Echocardiography

Beoordeling van de rechter ventrikel structuur en functie in een muismodel van longslagader Vernauwing door Transthoracale Echocardiografie

Emerging clinical data support the notion that RV dysfunction is critical to the pathogenesis of cardiovascular disease and heart failure1-3. Moreover, ...

Ultrasound-guided Transthoracic Intramyocardial Injection in Mice

Echogeleide Transthoracale intramyocardiale Injectie in Muizen

Murine models of cardiovascular disease are important for investigating pathophysiological mechanisms and exploring potential regenerative therapies. ...

Carotid Artery Infusions for Pharmacokinetic and Pharmacodynamic Analysis of Taxanes in Mice

Halsslagader Infusions voor farmacokinetische en farmacodynamische analyse van Taxanen in Muizen

When proposing the use of a drug, drug combination, or drug delivery into a novel system, one must assess the pharmacokinetics of the drug in the study ...

Transthoracic Speckle Tracking Echocardiography for the Quantitative Assessment of Left Ventricular Myocardial Deformation

Transthoracale Speckle Tracking echocardiografie voor de kwantitatieve beoordeling van Linksventriculaire myocardvervorming

The value of conventional echocardiography is limited by differences in inter-individual image interpretation and therefore largely dependent on the ...

Murine Echocardiography of Left Atrium, Aorta, and Pulmonary Artery

Murine echocardiografie van de linkerboezem, Aorta, en longslagader

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

Percutaneous Contrast Echocardiography-guided Intramyocardial Injection and Cell Delivery in a Large Preclinical Model

Percutane Contrast echocardiografie geleide Intramyocardial injectie en cel levering in een grote preklinische Model

Cell and gene therapy are exciting and promising strategies for the purpose of cardiac regeneration in the setting of heart failure with reduced ejection ...

2D and 3D Echocardiography in the Axolotl (Ambystoma Mexicanum)

2D and 3D Echocardiography in the Axolotl Ambystoma Mexicanum

2D- en 3D-echocardiografie in de Axolotl (Ambystoma Mexicanum)

Cardiac malfunction as a result of ischemic heart disease is a major challenge, and regenerative therapies to the heart are in high demand. A few model ...