Name: 2d and 3d echocardiography in the axolotl (ambystoma mexicanum)
Uploaded: 2018-11-29T12:30:00
Description: Watch this Scientific Journal Video about 2D and 3D Echocardiography in the Axolotl Ambystoma Mexicanum at JoVE.com

Vi vil gerne anerkende Kasper Hansen, Institut for Bioscience, Aarhus Universitet for at give adgang til og bistand med den elektroniske micromanipulator for 3D ekkokardiografisk erhvervelse.

De procedurer, der er foretaget i denne protokol var i overensstemmelse med den danske lovgivning for pleje og brugen af forsøgsdyr og forsøgene blev godkendt af det danske nationale Animal eksperimenter inspektorat (protokol # 2015-15-0201-00615).
1. præparater
<ol><li>Forberede axolotl medium.<ol>
<li>Gælde høj kvalitet ikke-kemisk behandlet postevand som axolotl medium. Hvis dette er tilgængeligt, anvende 40% Holtfreter løsning.</li>
		<li>Forberede 40% (wt/vol) Holtfreter løsning...

<ol>
	<li>Forouzanfar, M. H., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Assessing+the+Global+Burden+of+Ischemic+Heart+Disease.">Assessing the Global Burden of Ischemic Heart Disease.</a> Glob. Heart. 7, 331-342 (2012).</li><li>Go, A. S., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Heart+Disease+and+Stroke+Statistics--2014+Update:+A+Report+From+the+American+Heart+Association.">Heart Disease and Stroke Statistics--2014 Update: A Report From the American Heart Association.</a> Circulation. 129, e28-e292 (2014).</li><li>Leferovich, J. M., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Heart+regeneration+in+adult+MRL+mice.">Heart regeneration in adult MRL mice.</a> Proc. Natl. Acad. Sci. USA. 98, 9830-9835 (2001).</li><li>Leferovich, J. M., Heber-Katz, E. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=The+scarless+heart.">The scarless heart.</a> Semin. Cell Dev. Biol. 13, 327-333 (2002).</li><li>Nakada, Y., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Hypoxia+induces+heart+regeneration+in+adult+mice.">Hypoxia induces heart regeneration in adult mice.</a> Nature. 541, 222-227 (2017).</li><li>Poss, K. D., Wilson, L. G., Keating, M. T. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Heart+regeneration+in+zebrafish.">Heart regeneration in zebrafish.</a> Science. 298, 2188-2190 (2002).</li><li>Chablais, F., Veit, J., Rainer, G., Jazwinska, A. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=The+zebrafish+heart+regenerates+after+cryoinjury+induced+myocardial+infarction.">The zebrafish heart regenerates after cryoinjury induced myocardial infarction.</a> BMC Dev. Biol. 11, 21 (2011).</li><li>Gemberling, M., Bailey, T. J., Hyde, D. R., Poss, K. 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+zebrafish+as+a+model+for+complex+tissue+regeneration.">The zebrafish as a model for complex tissue regeneration.</a> Trends. Genet. 29, 611-620 (2013).</li><li>Gonzalez-Rosa, J. M., Martin, V., Peralta, M., Torres, M., Mercader, N. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Extensive+scar+formation+and+regression+during+heart+regeneration+after+cryoinjury+in+zebrafish.">Extensive scar formation and regression during heart regeneration after cryoinjury in zebrafish.</a> Development. 138, 1663-1674 (2011).</li><li>Schnabel, K., Wu, C. C., Kurth, T., Weidinger, G. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Regeneration+of+cryoinjury+induced+necrotic+heart+lesions+in+zebrafish+is+associated+with+epicardial+activation+and+cardiomyocyte+proliferation.">Regeneration of cryoinjury induced necrotic heart lesions in zebrafish is associated with epicardial activation and cardiomyocyte proliferation.</a> PLoS One. 6 (4), e18503 (2011).</li><li>Oberpriller, J. O., Oberpriller, J. C. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Response+of+the+adult+newt+ventricle+to+injury.">Response of the adult newt ventricle to injury.</a> J. Exp. Zool. 187, 249-260 (1974).</li><li>Witman, N., Murtuza, B., Davis, B., Arner, A., Morrison, J. I. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Recapitulation+of+developmental+cardiogenesis+governs+the+morphological+and+functional+regeneration+of+adult+newt+hearts+following+injury.">Recapitulation of developmental cardiogenesis governs the morphological and functional regeneration of adult newt hearts following injury.</a> Dev. Biol. 354, 67-76 (2011).</li><li>Gressens, J. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=An+introduction+to+the+Mexican+axolotl+(Ambystoma+mexicanum).">An introduction to the Mexican axolotl (Ambystoma mexicanum).</a> Lab Animal. 33, 41-47 (2004).</li><li>Cano-Mart&#237;nez, A., Vargas-Gonz&#225;lez, A., Guarner-Lans, V., Prado-Zayago, E., Le&#243;n-Oleda, M., Nieto-Lima, B. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Functional+and+structural+regeneration+in+the+axolotl+heart+(Ambystoma+mexicanum)+after+partial+ventricular+amputation.">Functional and structural regeneration in the axolotl heart (Ambystoma mexicanum) after partial ventricular amputation.</a> Arch. Cardiol. Mex. 80, 79-86 (2010).</li><li>McCusker, C., Gardiner, D. M. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=The+axolotl+model+for+regeneration+and+aging+research:+a+mini-review.">The axolotl model for regeneration and aging research: a mini-review.</a> Gerontology. 57, 565-571 (2011).</li><li>Khattak, S., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Optimized+axolotl+(Ambystoma+mexicanum)+husbandry,+breeding,+metamorphosis,+transgenesis+and+tamoxifen-mediated+recombination.">Optimized axolotl (Ambystoma mexicanum) husbandry, breeding, metamorphosis, transgenesis and tamoxifen-mediated recombination.</a> Nat. Protoc. 9, 529-540 (2014).</li><li>Nakamura, R., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Expression+analysis+of+Baf60c+during+heart+regeneration+in+axolotls+and+neonatal+mice.">Expression analysis of Baf60c during heart regeneration in axolotls and neonatal mice.</a> Develop. Growth Differ. 58, 367-382 (2016).</li><li>Tan, G. X. Y., Jamil, M., Tee, N. G. Z., Zhong, L., Yap, C. H. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=3D+Reconstruction+of+Chick+Embryo+Vascular+Geometry+Using+Non-Invasive+High-Frequency+Ultrasound+for+Computational+Fluid+Dynamics.">3D Reconstruction of Chick Embryo Vascular Geometry Using Non-Invasive High-Frequency Ultrasound for Computational Fluid Dynamics.</a> Ann. Biomed. Eng. 43, 2780-2793 (2015).</li><li>Ho, S., Tan, G. X. Y., Foo, T. J., Phan-Thien, N., Yap, C. H. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Organ+Dynamics+and+Fluid+Dynamics+of+the+HH25+Chick+Embryonic+Cardiac+Ventricle+as+Revealed+by+a+Novel+4D+High-Frequency+Ultrasound+Imaging+Technique+and+Computational+Flow+Simulations.">Organ Dynamics and Fluid Dynamics of the HH25 Chick Embryonic Cardiac Ventricle as Revealed by a Novel 4D High-Frequency Ultrasound Imaging Technique and Computational Flow Simulations.</a> Ann. Biomed. Eng. , (2017).</li><li>Wasmeier, G. H., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Reproducibility+of+transthoracic+echocardiography+in+small+animals+using+clinical+equipment.">Reproducibility of transthoracic echocardiography in small animals using clinical equipment.</a> Coron. Artery. Dis. 18, 283-291 (2007).</li><li>Thygesen, M. M., Rasmussen, M. M., Madsen, J. G., Pedersen, M., Lauridsen, H. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Propofol+(2,6-diisopropylphenol)+is+an+applicable+immersion+anesthetic+in+the+axolotl+with+potential+uses+in+hemodynamic+and+neurophysiological+experiments.">Propofol (2,6-diisopropylphenol) is an applicable immersion anesthetic in the axolotl with potential uses in hemodynamic and neurophysiological experiments.</a> Regeneration. 4 (3), (2017).</li></ol>

Ekkokardiografi i axolotl og andre ikke-pattedyr arter udbytter fundamentalt anderledes data end pattedyr ekkokardiografi på grund af nucleated arten af røde blodlegemer i alle hvirveldyr undtagen voksne pattedyr. Dette resulterer i en udtalt blod signal og mindre blod til væv kontrast i axolotl ekkokardiografisk billeder sammenlignet med fx mus eller menneskelige ekkokardiografi. Dette kan gøre billedsegmentering på uforarbejdede enkelt ramme ultralyd billeder mere vanskeligt, da det kan være svært at sk...

Iskæmisk hjertesygdom er en førende årsag til dødsfald på verdensplan1,2. Selv om mange overleve et myokardieinfarkt på grund af hurtig og finjusteres medicinsk intervention, føre iskæmiske episoder hos mennesker ofte til fibrotisk ardannelse tilknyttet hypertrofi, elektriske fejl og et formindsket funktionelle kapacitet af hjertet . Denne mangel på regenerativ potentiale af hjertets væv er delt blandt pattedyr og selvom kontroversielle påstande om pattedyr hjerte regenerering er blevet rapporteret, disse har været begrænset til specifikke murine stammer3,4 og hypoxi behandlede mus5. Inden for hjerte regenerativ medicin og biologi er således generelt begrænset til ikke-pattedyr dyremodeller for at studere iboende hjerte regenerativ fænomener. Zebrafisk (Danio rerio) har i det seneste årti været etableret som den mest godt karakteriseret model for iboende hjerte regenerering6,7,8,9,10 . På grund af let laboratorium vedligeholdelse, en bred vifte af molekylære værktøjer til rådighed og en kort generationstid, er i zebrafisk veltilpasset som en model for genetiske og molekylære mekanismer bag hjerte udvikling og regeneration. Men minut dimensioner af zebrafisk hjertet gør det mindre velegnet til funktionel vurdering, og komplicerede kirurgiske procedurer og den ikke-tetrapodernes fylogeni af zebrafisk begrænser den fornuftige ekstrapolering af resultaterne af denne art, således begrunder anvendelsen af andre større tetrapodernes modeller. En af de tidligste modeller af hvirveldyr hjerte regenerering var en spiegelske padde, østlige newt (Notophthalmus viridescens)11, en art, som forbliver en værdifuld model12.
En anden spiegelske padde, den mexicanske axolotl (A. mexicanum) har i de seneste år ind scenen som en stor (op til 100 g af organ masse) og yderst laboratorium tilpasningsdygtige dyr model for en bred vifte af regenerativ discipliner spanning lemmer regenerering, rygmarvsskade, og cardiac regenerering13,14,15,16,17. Axolotl er meget modtagelig for funktionelle målinger af hjertet, ved hjælp af højfrekvente ekkokardiografi og fraværet af forkalkede strukturer på den ventrale side af hjertet giver mulighed for ultrasound imaging med et meget lavere niveau af billede artefakter (akustisk skygger og efterklang i særdeleshed) end observeret i andre model dyr med forkalkede brystbenet og ribben.
Følgende protokol beskriver flere forskellige metoder og præparater (figur 1, figur 2) at erhverve reproducerbare ekkokardiografisk målinger på axolotl hjertet i begge bedøvede (anvende tre forskellige anæstetika: benzocain, MS-222 og propofol) og unanesthetized dyr i to (figur 3, figur 4, figur 5, figur 6, figur 7, Supplerende filer 1-12) og tre (figur 8, figur 9, Supplerende filer 13-14) rumlige dimensioner. Padder hjertet er tre-chambered (to forkamre og en enkelt ventrikel). Hjertets forkamre leveres af en stor sinus venosus og ventriklen munder ud i conus arteriosus udstrømning tarmkanalen (figur 2). Da de fleste vægt er traditionelt placeret på ventrikulær regenerering og mindre om inddrivelse af atria6,7,8,9,10,11 , 12 , 14 , 17, denne protokol primært fokuserer på målinger af ventrikel funktion.
Padder ekkokardiografi er ikke velbeskrevet i litteraturen, og udviklingen af 2D metoderne beskrevet i denne hvidbog har været drevet af behovet for at bedste repræsenterer funktionaliteten af bankende axolotl hjerte i en given tid og eksperimentelle indstilling. Metoderne beskrevet her er således gældende i hjertet regenerativ eksperimenter hvor hjertefunktion gentagne gange kan overvåges i løbet af en regenereringsprocessen. Derudover kan metoderne, der anvendes i cardiophysiological eksperimenter på axolotl generelt eller ændret lidt for at spænde andre spiegelske eller anuran padder modeller (e.g.,Xenopus). Axolotl findes i flere forskellige stammer og farvevariationer (f.eks., vildtype, melanoid, hvid, albino, transgene hvid med grøn fluorescens protein udtryk), men disse egenskaber påvirker ikke foreneligheden af den Axolotl med den beskrevne protokol. Metoden beskrevet her til at erhverve 3D ekkokardiografisk data er en modificeret version af spatiotemporelle billede korrelation (STIC) teknik udviklet til klinisk ultralyd og kvadratiske gennemsnit, der er beskrevet tidligere i udviklingslandene kylling til at øge signal af blod pletter i bløddele i arter indeholdende nukleeret røde blodlegemer18,19. Denne metode giver mulighed for avanceret modellering af hjertets sammentrækning og beregnede fluid dynamik i axolotl hjerte.

<table border="0" cellpadding="0" cellspacing="0" width="1230">
	<tbody>
		<tr height="42">
			<td height="42" style="height:42px;width:216px;">Axolotl (Ambystoma mexicanum)</td>
			<td style="width:147px;">Exoterra GmbH</td>
			<td style="width:103px;">N/A</td>
			<td style="width:765px;">All strains (wildtype, melanoid, white, albino, transgenic white with GFP) can be applied for echocardiography</td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:216px;">Vevo 2100</td>
			<td style="width:147px;">Fujifilm, Visualsonics</td>
			<td style="width:103px;">Vevo 2100</td>
			<td>High frequency ultrasound system</td>
		</tr>
		<tr height="42">
			<td height="42" style="height:42px;width:216px;">MS700</td>
			<td style="width:147px;">Fujifilm, Visualsonics</td>
			<td style="width:103px;">MS700</td>
			<td>50 MHz center frequency, transducer</td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;">MS550s</td>
			<td style="width:147px;">Fujifilm, Visualsonics</td>
			<td>MS550s</td>
			<td>40 MHz center frequency, transducer</td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;">Micromanipulator</td>
			<td style="width:147px;">Zeiss</td>
			<td>NA</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:216px;">Benzocain</td>
			<td>Sigma-Aldrich</td>
			<td>94-09-7</td>
			<td>ethyl 4-aminobenzoate</td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:216px;">MS-222</td>
			<td>Sigma-Aldrich</td>
			<td>886-86-2</td>
			<td>ethyl 3-aminobenzoate methanesulfonic acid</td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:216px;">Propofol</td>
			<td>B. Braun Medical A/S</td>
			<td style="width:103px;">NA</td>
			<td>2,6-diisopropylphenol</td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:216px;">Sodium chloride</td>
			<td>Sigma-Aldrich</td>
			<td style="width:103px;">&#160;7647-14-5&#160;</td>
			<td>NaCl</td>
		</tr>
		<tr height="25">
			<td height="25" style="height:25px;width:216px;">Calcium chloride dihydrate</td>
			<td>Sigma-Aldrich</td>
			<td style="width:103px;">10035-04-8</td>
			<td>CaCl2&#183;2H2O</td>
		</tr>
		<tr height="44">
			<td height="44" style="height:44px;width:216px;">Magnesium sulfate heptahydrate&#160;</td>
			<td>Sigma-Aldrich</td>
			<td style="width:103px;">&#160;10034-99-8&#160;</td>
			<td>MgSO4&#183;7H2O</td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:216px;">Potassium chloride</td>
			<td>Sigma-Aldrich</td>
			<td style="width:103px;">&#160;7447-40-7</td>
			<td>KCl</td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:216px;">Acetone</td>
			<td>Sigma-Aldrich</td>
			<td style="width:103px;">&#160;67-64-1&#160;</td>
			<td>Propanone</td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:216px;">Soft cloth</td>
			<td style="width:147px;">N/A</td>
			<td style="width:103px;">N/A</td>
			<td>Any piece of soft cloth measuring appromixately 70 x 55 cm^2 e.g. a dish towel</td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:216px;">Styrofoam block</td>
			<td style="width:147px;">N/A</td>
			<td style="width:103px;">N/A</td>
			<td>Any piece of Styrofoam block measuring approximately 33 x 27 x 5 cm^3 e.g. a medium sized Styrofoam cooler lid</td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:216px;">Plastic wrap</td>
			<td style="width:147px;">N/A</td>
			<td style="width:103px;">N/A</td>
			<td>Any piece of plastic wrap e.g. food wrap</td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:216px;">Tape</td>
			<td style="width:147px;">BSN Medical</td>
			<td style="width:103px;">72359-02</td>
			<td>Leukoplast sleek</td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:216px;">Kimwipes</td>
			<td>Sigma-Aldrich</td>
			<td style="width:103px;">Z188956&#160;</td>
			<td>Kimwipes, disposable wipers&#160;</td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:216px;">Excel 2010</td>
			<td style="width:147px;">Microsoft</td>
			<td style="width:103px;">N/A</td>
			<td>Excel 2010 or newer</td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:216px;">ImageJ</td>
			<td colspan="2">National Institutes of Health</td>
			<td>ImageJ 1.5e or newer. Rasband, W.S., ImageJ, U. S. National Institutes of Health, Bethesda, Maryland, USA, https://imagej.nih.gov/ij/, 1997-2016.&#160;</td>
		</tr>
	</tbody>
</table>

2d and 3d echocardiography in the axolotl (ambystoma mexicanum)

Hjerte fejl som følge af iskæmiske hjertesygdomme er en stor udfordring, og regenererende behandlinger til hjertet er i høj efterspørgsel. Et par model arter såsom zebrafisk og salamandre, der er i stand til at iboende hjerte regenerering holde løftet for fremtidige regenerative behandlinger for menneskelige patienter. For at evaluere resultatet af cardioregenerative eksperimenter er det bydende nødvendigt, at hjertefunktion kan overvåges. Axolotl salamander (A. mexicanum) repræsenterer en veletableret model art i regenerativ biologi at nå størrelser, der giver mulighed for evaluering af hjertefunktion. Formålet med denne protokol er at etablere metoder til reproducerbar måling af hjertets funktion i axolotl ved hjælp af ekkokardiografi. Anvendelsen af forskellige anæstetika (benzocain, MS-222 og propofol) er påvist, og erhvervelse af todimensionale (2D) ekkokardiografisk data i både bedøvede og sig Axolotler er beskrevet. 2D ekkokardiografi af tre-dimensionelle (3D) hjertet kan lider af unøjagtighed og subjektivitet målinger, og til at afhjælpe dette fænomen en solid metode, nemlig handelen/Inter-Diesel-operator/observatør analyse, til at måle og minimere denne skævhed er demonstreret. Endelig, en metode til at erhverve 3D ekkokardiografisk data af bankende axolotl hjerte med en meget høj spatiotemporelle opløsning og med udtalt blod til væv kontrast er beskrevet. Samlet set bør denne protokol give de nødvendige metoder til at evaluere hjertefunktion og model anatomi, og flow dynamics i axolotl ved hjælp af ultralyd imaging med programmer i både regenerativ biologi og generelle fysiologiske forsøg.

Intrapericardial plads i axolotl er afhængig af størrelsen på dyret. Mindre dyr (2-20 g, 7-15 cm) vil have et overskud af perikardial væske (optræder mørke i ekkokardiografi) omkring hjertets kamre boer i større kønsmodne dyr (> 20 g, > 15 cm) kamrene vil besætte de fleste af de intrapericardial plads. For at skabe det bedste overblik for repræsentative resultater af ekkokardiografisk udsigt over axolotl hjertet, blev en mindre dyr (10 g, 10 cm) anvendt til ...

Watch this Scientific Journal Video about 2D and 3D Echocardiography in the Axolotl Ambystoma Mexicanum at JoVE.com

2D and 3D Echocardiography in the Axolotl Ambystoma Mexicanum

Her præsenterer vi ekkokardiografi protokoller for to-dimensionelle og tre-dimensionelle billede erhvervelse af det bankende hjerte i axolotl salamander (Ambystoma mexicanum), en model art i hjertet regenerering. Disse metoder tillade langsgående evaluering af hjertefunktion på et spatiotemporelle med høj opløsning.

2D og 3D ekkokardiografi i 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 ...

Denne metode kan hjælpe med at besvare centrale spørgsmål i det regenerative område, såsom hvordan hjerteregenerering skrider frem efter myokardieskader. Den største fordel ved denne teknik er, at det giver høj opløsning, noninvasive, og repeterbare evaluering af hjertefunktion i axolotl. Derudover kan denne metode også anvendes på andre padde model organismer, såsom newts og xenopus.Begynd med positionering en bedøvet axolotl liggende i en læbe-formet dyreseng. Når mediet bliver tilføjet, vil dyret flyde, så det skal fastgøres med løse elastikker. Dernæst fylde sengen med medium indeholdende bedøvelse, således at brystkassen er tre til fem millimeter dyb.Hvis kun ved hjælp af B-mode, farve-Doppler mode, og puls-bølge Doppler mode data, så axolotl kan være opmærksom på denne procedure. I denne situation, placere dyret tilbøjelige i en hængekøje, og lad det komme sig efter stress i 30 til 60 minutter før du fortsætter. For hvide eller albino dyr, har en kold lyskilde klar til at hjælpe placere transducer.For en transducer, bruge enten en 40-eller 50-hertz model afhængigt af dyrets masse. Derefter forberede transducer ultralyd gel, og fortsætte med at indsamle data. Begynd med at placere ultralydtransduceren over dyrets midterlinje i brystregionen og parallelt med dets lange akse.En lille del af ventrikel, placeret til højre i brysthulen, skal vises i rammen på ventrikeldiastol. En stor del af begge atria bør også være synlige, som bør sinus venosus. Disse strukturer bør kunne identificeres i diastole eller systole visning.Dernæst oversætte transducer en til tre millimeter til højre, for at opnå ventrikulær langakse visning. I sidste ende opnås den korrekte position, når tværsnitsområdet af endesystole-hjertekammer er på sit maksimum. Korrekte 2D ultralydsmålinger er meget afhængige af korrekt placering af transduceren.Øv transducerplaceringen omhyggeligt, og udfør analyse mellem operatører for at minimere subjektiviteten. Nu, i B-mode, erhverve mindst tre hjertecyklusser på mindst 50 billeder i sekundet. Vælg mellem at bruge den generelle billeddannelsestilstand eller kardiologitilstanden.Dernæst oversætte transducer langs den lange akse af dyret, indtil midten af hjertekammer er i midten af skærmen. Drej derefter transduceren 90 grader med uret for at opnå den midventricular kortaksevisning. Fra denne position skal du evaluere ventrikelts cirkulære form ved at oversætte transduceren langs hjertets lange akse.Derefter returneres transduceren til det lange akseplan, og oversætter den tilbage mod midterlinjen for at opnå en atriefakse tokammervisning. Den korrekte position opnås, når tværsnitsområderne i ende-systole atria er på deres maksa, og de to atria kombineret påtage sig omridset af nummer otte, når vippes omkring 45 grader til venstre. Derefter indsamle B-mode billeder.For at fortsætte skal transduceren oversættes til højre, indtil udstrømningskanalen vises. Den ventrikulære endesystole-visning er korrekt, når udstrømningens diameter er størst, og når to af halvlumoxidventilerne ved indgangen til udstrømningen er synlige under midten af injektionen. Ud fra denne visning kan der foretages hastigheds- og flowmålinger ved hjælp af Doppler-billeddannelse.Påfør farve-Doppler mode til at kortlægge blodgennemstrømning hastigheder i udstrømning tarmkanalen under hjerteinjektion. Dernæst anvende farve-Doppler billeddannelse og power-Doppler billeddannelse til at visualisere blodgennemstrømningen i ventrikel visning, og gøre det samme i atrial visning. Dernæst skal du bruge farve-Doppler mode rettet mod placeringen af maksimal blodhastighed i udstrømningskanalen kører direkte mod transduceren.Når udstrømningen ikke er helt vinkelret på transduceren, påføres en strålevinkel og vinkelkorrektion for at korrigere billedet med op til 45 grader. Derefter indsamle hastighed-tid data i puls-bølge Doppler mode. Under ingen fase af hjertecyklussen bør spiralventilen overlappe visningen af udstrømningen.Indsamle data fra mindst tre hjertecyklusser. Derefter, uden at flytte transduceren, erhverve data i B-mode fra mindst tre hjerte cyklusser. Dernæst, kun for bedøvede dyr, rotere dyret 90 grader, så den rigtige del af dyret vender opad, og flytte transduceren til skrå para-gill view, bare parallel og posteriort til de fremspringende gæller.Denne visning giver en alternativ måling af blodgennemstrømningen hastighed i udstrømningskanalen. Udstrømningskanalen skal køre nedad ved omkring 45 grader, og atria bør vises under udstrømningskanalen under injektion. Endelig skifte til puls-bølge Doppler mode og placere transduceren for at se den maksimale blodhastighed løber væk fra transduceren i udstrømningskanalen.Efter behov skal du bruge op til 45 graders strålevinkel og vinkelkorrektion for at gøre udstrømningen vinkelret på transduceren. Derefter indsamle data i puls-bølge Doppler mode og i B-mode fra samme position som før. 3D erhvervelse tager et stykke tid, så axolotl skal bedøves.Læg den i den læbeformede dyreseng. Fastgør den med elastikker, og nedsænk dens brystoverflade i tre til fem millimeter ultralydsmedium, der indeholder bedøvelse. Bevægelser under 3D-opkøb er skadelige for den efterfølgende rekonstruktion.Hvis dyret bevæger sig under 3D ultralyd erhvervelse, proceduren skal gentages fra begyndelsen. Dernæst placere transducer over midterlinjen i thorax regionen, og placere den parallelt med den lange akse for en sagittal 3D-optagelse, eller ortogonale til den lange akse for tværgående 3D-optagelse. Oversæt derefter transduceren for at sikre, at hele hjerteregionen bliver dækket i den efterfølgende 3D-opsamling.Flyt den både i 7-plandimensionen og i dimensionen out-of-plane. Hvis dyrets puls er mellem 20 og 60 slag i minuttet, skal du vælge den generelle billedbehandlingstilstand for billeddannelsestilstanden. Ellers skal du vælge kardiologi tilstand.Sluk lyset. Nu, i den rå B-mode billede, justere 2D gevinst til et niveau, hvor de anatomiske strukturer er knap genkendelige. Dette vil øge signal-støj-forholdet i de endelige rekonstruktioner.Derefter beslutte størrelsen af Z-trin eller skive tykkelse. Nu oversætte transducer en Z-trin ad gangen, idet en optagelse, der indeholder 1.000 billeder på hvert Z-trin, indtil hele hjerteregionen er dækket. En 2D ekkokardiografisk analyse af en 10-gram, 10-centimeter axolotl blev udført ved hjælp af den beskrevne teknik.Den lange akse visning gav et godt udgangspunkt. Midterlinjen flyet viste sinus venosus, atria, og dele af hjertekammer. Visning af ventrikulære flyet viste ventrikel at være sfærisk og meget trabeculated.I atrieplanet virkede atriaerne mere uregelmæssige og knapt trabeculated. Midten af udstrømningskanalen er tæt på midten af ventrikel. Målinger af hjertecyklussen ved hjælp af pulsbølge Doppler fra langaksen og fra det skrå paragardefly havde baggrundsstøj.Denne støj var overvindes, når der foretages målinger af hastigheden tid integreret. Color-Doppler og power-Doppler billeddannelse viste flowmønsteret gennem hjertekamrene. Udsigt var muligt fra ventrikel, fra atria, og fra udstrømningskanalen.3D ekkokardiografi blev også udført. Denne multiplanar opfattelse af hjertet har mange anvendelser, såsom overflade og volumen rekonstruktioner, eller segmentering og generation af 3D-modeller. Efter at have set denne video, bør du have en god forståelse af, hvordan man udfører 2D og 3D ekkokardiografi i axolotl.Når mestrer, 2D ultralyd teknik kan gøres på mindre end fem minutter pr dyr, hvis det udføres korrekt, mens 3D erhvervelse kan tage op til en time pr dyr. Efter denne procedure, andre metoder som hjerteudvinding og histologi kan udføres for at besvare yderligere spørgsmål i forbindelse med hjertestruktur og anatomi.

Research

JoVE Journal

Medicine

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

Transthoracic Echocardiography in Mice

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

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

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

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  ...

Murine Fetal Echocardiography

Murin Føtal Ekkokardiografi

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

Fetal Echocardiography and Pulsed-wave Doppler Ultrasound in a Rabbit Model of Intrauterine Growth Restriction

Føtal Ekkokardiografi og Pulserende-bølge Doppler Ultrasound i en kanin Model of Intrauterin vækst Begrænsning

Fetal intrauterine growth restriction (IUGR) results in abnormal cardiac function that is apparent antenatally due to advances in fetoplacental Doppler ...

Contusion Spinal Cord Injury via a Microsurgical Laminectomy in the Regenerative Axolotl

Kontusion rygmarvsskader via en Mikrokirurgisk laminektomi i den regenerative Axolotl

The purpose of this study is to establish a standardized and reproducible regenerative blunt spinal cord injury model in the axolotl (Ambystoma ...

A Whole Body Dosimetry Protocol for Peptide-Receptor Radionuclide Therapy (PRRT): 2D Planar Image and Hybrid 2D+3D SPECT/CT Image Methods

A Whole Body Dosimetry Protocol for Peptide-Receptor Radionuclide Therapy PRRT: 2D Planar Image and Hybrid 2D+3D SPECT/CT Image Methods

En hel krop Dosimetri protokol for peptid-receptor radionukleid terapi (PRRT): 2D Planar Billede og Hybrid 2D + 3D SPECT / CT Image Metoder

Peptide-receptor-radionuclide-therapy (PPRT) is a targeted therapy that combines a short-range energy radionuclide with a substrate with high specificity ...

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

Morfologisk og funktionel vurdering af højre ventrikel ved hjælp af 3D-ekkokardiografi

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 ...

Time-Resolved, Dynamic Computed Tomography Angiography for Characterization of Aortic Endoleaks and Treatment Guidance via 2D-3D Fusion-Imaging

Time-Resolved, Dynamic Computed Tomography Angiography for Characterization of Aortic Endoleaks and Treatment Guidance via 2D-3D Fusion-Imaging

Tidsopløst, dynamisk computertomografiangiografi til karakterisering af aortaentoleaks og behandlingsvejledning via 2D-3D Fusion-Imaging

In the United States, more than 80% of all abdominal aortic aneurysms are treated by endovascular aortic aneurysm repair (EVAR). The endovascular approach ...

Hemodynamic Precision in the Neonatal Intensive Care Unit using Targeted Neonatal Echocardiography

Targeted neonatal echocardiography (TnECHO) refers to the use of comprehensive echocardiographic evaluation and physiologic data to obtain accurate, ...