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

Wir würden gerne anerkennen, Kasper Hansen, Institut für Biowissenschaften, Universität Aarhus für die Zugang zu und Unterstützung bei der elektronischen Mikromanipulator 3D echokardiographische Erwerb.

In diesem Protokoll durchgeführten Verfahren wurden in Übereinstimmung mit der dänischen Gesetzgebung zur Pflege und Verwendung von Labortieren und die Experimente des dänischen nationalen Tier Experimente Inspectorate (Protokoll Nr. 2015-15-0201-00615) angenommen wurden.
1. Vorbereitungen
<ol><li>Vorbereiten der Axolotl Medium.<ol>
<li>Gelten Sie hohe Qualität, die nicht chemisch behandelt Leitungswasser als Axolotl Medium. Wenn dies nicht verfügbar ist, auftragen Sie 40 % Holtfreter ...

<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. 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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. 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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>

Echokardiographie in der Axolotl und anderen nicht-Säugetier-Arten ergibt sich grundlegend andere Daten als Säugetier Echokardiographie aufgrund der kernhaltigen Natur der roten Blutkörperchen bei allen Wirbeltieren außer Erwachsene Säugetiere. Dies führt zu eine ausgeprägte Blut-Signal und weniger Blut, Gewebe-Kontrast in Axolotl echokardiographischen Bilder im Vergleich zu z. B. Maus oder menschlichen Echokardiographie. Dies kann erschweren Bild Segmentierung auf unverarbeitete Einzelbild Ultraschallbil...

Ischämischer Herzkrankheit ist eine führende Ursache von Tod weltweit1,2. Obwohl viele einen Herzinfarkt durch schnelle und fein abgestimmte medizinische Intervention überleben, führen ischämische Ereignisse beim Menschen oft zu fibrotische Narben verbunden mit Hypertrophie, elektrische Fehlfunktion und eine verminderte Leistungsfähigkeit des Herzens . Dieser Mangel an regenerative Potential von Herzgewebe wird unter Säugetieren aufgeteilt und obwohl umstrittene Forderungen der Säugetier-kardialen Regeneration gemeldet worden sind, wurden diese beschränkt sich auf bestimmte murinen Stämme3,4 und Hypoxie behandelt Mäuse5. So beschränkt sich das Feld der kardialen regenerativen Medizin und Biologie in der Regel auf nicht-Säugetier-Tiermodellen, inneren Herzen regenerative Phänomene zu studieren. Der Zebrabärbling (Danio Rerio) entstand im letzten Jahrzehnt sehr gut charakterisierten Vorbild für inneren Herzen Regeneration6,7,8,9,10 . Aufgrund von Wartungsarbeiten leicht Labor eine kurze Generationszeit und eine breite Palette von molekulare Werkzeuge zur Verfügung, ist der Zebrabärbling gut geeignet als Modell für die genetischen und molekularen Mechanismen, die kardiale Entwicklung und Regeneration. Aber die winzigen Abmessungen des Zebrafisch Herzens machen ihn weniger geeignet für funktionale Bewertung und komplizierte chirurgische Eingriffe und der nicht-Tetrapoden Phylogenie der Zebrafisch schränkt somit die vernünftige Extrapolation der Ergebnisse bei dieser Art die Verwendung von anderen größeren tetrapod Modelle zu rechtfertigen. Eines der frühesten Modelle der vertebrate Herz Regeneration war ein caudatus Amphibien, die östlichen Newt (Notophthalmus Viridescens)11, eine Spezies, die ein wertvolles Modell12bleibt.
In den letzten Jahren trat ein weiteres caudatus Amphibie, die mexikanischen Axolotl (A. geschieht) die Szene als eine große (bis zu 100 g Körper Masse) und hoch Labor anpassungsfähig Tiermodell für eine breite Palette von regenerativen Disziplinen spanning Glied Regeneration, Verletzungen des Rückenmarks und kardialen Regeneration13,14,15,16,17. Der Axolotl ist höchst zugänglicher Funktionsmessungen auf das Herz mit Hochfrequenz-Echokardiographie und das Fehlen von verkalkten Strukturen auf der ventralen Seite des Herzens ermöglicht Ultraschall-Bildgebung mit einem viel niedrigeren Niveau der Bildartefakte (akustische Shadowing und Nachhall im besonderen) als bei anderen Tieren Modells mit verkalkter Brustbein und Rippen zu beobachten.
Das folgende Protokoll beschreibt mehrere unterschiedliche Methoden und Vorbereitungen (Abbildung 1, Abbildung 2), reproduzierbare echokardiographische Messungen auf das Axolotl Herz in beiden betäubt zu erwerben (drei verschiedene Anästhetika anwenden: Benzocain, MS-222 und Propofol) und Tiere in zwei unanesthetized (Abbildung 3, Abbildung 4, Abb. 5, Abbildung 6, Abbildung 7, Ergänzende Dateien 1-12) und drei (Abbildung 8, Abbildung 9, Ergänzende Dateien 13-14) Raumdimensionen. Das Amphibien-Herz ist drei Kammern (zwei Atrien und einem einzigen Ventrikel). Die Vorhöfe sind mit einem großen Sinus Venosus versorgt und die Herzkammer mündet der Conus Arteriosus Ausflusstrakt (Abbildung 2). Da die meisten Schwerpunkt traditionell auf ventrikuläre Regeneration gelegt und weniger auf die Erholung der Vorhöfe6,7,8,9,10,11 liegt , 12 , 14 , 17, dieses Protokoll konzentriert sich hauptsächlich auf Messungen der linksventrikulären Funktion.
Amphibien-Echokardiographie ist nicht gut in der Literatur beschrieben, und die Entwicklung der 2D in diesem Artikel beschriebenen Methoden vertrieben wurden durch die Notwendigkeit, am besten repräsentieren die Funktionalität des schlagenden Herzens Axolotl zu einem bestimmten Zeitpunkt und experimentelle Einstellung. Somit gelten die hier beschriebenen Methoden im Herzen regenerative Experimente wo Herzfunktion wiederholt im Laufe einer Regenerationsprozess überwacht werden. Darüber hinaus lassen sich die Methoden im Allgemeinen in den Cardiophysiological Experimenten auf der Axolotl angewendet oder leicht modifiziert, um andere caudatus oder Anurenarten Amphibien Modelle (e.g.,Xenopus) umfassen. Der Axolotl existiert in mehreren Sorten und Farbvarianten (z.B., Wildtyp, Melanoid, weiß, Albino, transgenen weiß mit grünen Fluoreszenz-Protein-Expression), jedoch diese Eigenschaften berührt nicht die Kompatibilität der Axolotl mit dem beschriebenen Protokoll. Die Methode, die hier beschriebenen um echokardiographische 3D-Daten zu erwerben ist eine modifizierte Version der raumzeitlichen Bild Korrelation (STIC) Technik für klinische Ultraschall und die quadratische Mittelung in der entwickelnden Huhn, oben beschriebene Methode entwickelt verbessern Sie das Signal von Blut Flecken in Weichteilen bei Arten mit kernhaltigen roten Blutkörperchen18,19. Diese Methode ermöglicht erweiterte Modellierung von kardiale Kontraktion und berechnete Strömungsmechanik im Herzen Axolotl.

<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)

Kardiale Funktionsstörung durch ischämische Herzkrankheit ist eine große Herausforderung, und regenerative Therapien für das Herz sind sehr gefragt. Ein paar Modell-Arten wie Zebrafisch und Salamander, die inneren Herzen regenerieren können Versprechen für zukünftige regenerative Therapien für menschliche Patienten. Um das Ergebnis des Cardioregenerative Experimente zu bewerten ist es unerlässlich, dass Herz-Funktion überwacht werden kann. Der Axolotl Salamander (A. geschieht) stellt eine etablierte Modell Spezies in Regenerationsbiologie erreichen Größen, die für die Beurteilung der Herzfunktion ermöglicht. Dieses Protokoll soll Methoden zur Messung der Herzfunktion in der Axolotl mit Echokardiographie reproduzierbar zu etablieren. Die Anwendung von verschiedenen Anästhetika (Benzocain, MS-222 und Propofol) gezeigt, und die Übernahme von zweidimensionalen (2D) echokardiographische Daten bei narkotisierten und unanesthetized Axolotl beschrieben. 2D Echokardiographie des Herzens dreidimensionale (3D) leiden kann Ungenauigkeiten und Subjektivität von Messungen und zur Linderung dieses Phänomens eine solide Methode, nämlich Intra/inter-operator/Beobachter Analyse, zu messen und zu minimieren diese Vorspannung ist unter Beweis gestellt. Schließlich bezeichnet man eine Methode, echokardiographische 3D-Daten des Axolotl schlagenden Herzens mit einer sehr hohen räumlich-zeitliche Auflösung und mit ausgeprägten Gewebeprobe-Kontrast zu erwerben. Dieses Protokoll sollte insgesamt bieten die notwendigen Methoden zur Bewertung der Herzfunktion und Modell Anatomie und Dynamik in der Axolotl mit Ultraschall-Bildgebung mit Anwendungen in der Regenerationsbiologie und allgemeine physiologische Experimente zu fließen.

Intraperikardiale Raum in der Axolotl ist abhängig von der Größe des Tieres. Kleinere Tiere (2-20 g, 7-15 cm) haben ein Übermaß an Herzbeutel Flüssigkeit (erscheinen dunkel in der Echokardiographie) umgeben, die kardialen Kammern, während bei größeren geschlechtsreifen Tieren (> 20 g, > 15 cm) die Kammern der Großteil der intrapericardial beschäftigen wird Raum. Um die beste Übersicht für repräsentative Ergebnisse der echokardiographischen Ansichten des Herzens Axolotl berei...

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2D and 3D Echocardiography in the Axolotl Ambystoma Mexicanum

Hier präsentieren wir Ihnen Echokardiographie Protokolle für zwei- und dreidimensionale Bilderfassung des schlagenden Herzens der Axolotl Salamander (Z.B. geschieht), ein Modell-Arten im Herzen Regeneration. Diese Methoden ermöglichen längs-Beurteilung der Herzfunktion mit einer hohen räumlich-zeitliche Auflösung.

2D und 3D Echokardiographie in der Axolotl (Z.B. geschieht)

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 ...

Diese Methode kann helfen, wichtige Fragen im regenerativen Bereich zu beantworten, wie z. B. wie die Herzregeneration nach einer Herzkardinatientin fortschreitet. Der Hauptvorteil dieser Technik ist, dass sie eine hochauflösende, nichtinvasive und wiederholbare Beurteilung der Herzfunktion im Axolotl ermöglicht. Darüber hinaus kann diese Methode auch auf andere Amphibienmodellorganismen wie Nosien und Xenopus angewendet werden.Beginnen Sie mit der Positionierung eines anästhetisierten Axolotl-Supine in einem lipförmigen Tierbett. Wenn das Medium hinzugefügt wird, wird das Tier schwimmen, so dass es mit lockeren Gummibändern gesichert werden muss. Als nächstes füllen Sie das Bett mit Medium mit Anästhetika, so dass der Thorax drei bis fünf Millimeter tief ist.Wenn nur B-Modus, Farb-Doppler-Modus und Pulswellen-Doppler-Modus Daten verwenden, dann kann das Axolotl für dieses Verfahren alarmieren. In dieser Situation, positionieren Sie das Tier anfällig in einer Hängematte, und lassen Sie es von dem Stress für 30 bis 60 Minuten erholen, bevor Sie fortfahren. Für weiße oder Albino-Tiere, haben eine kalte Lichtquelle bereit, um den Wandler zu platzieren.Verwenden Sie für einen Messumformer je nach Masse des Tieres entweder ein 40- oder 50-Hertz-Modell. Bereiten Sie dann das Ultraschallgel des Messumformers vor, und fahren Sie mit dem Sammeln von Daten fort. Beginnen Sie mit der Positionierung des Ultraschallwandlers über der Mittellinie des Tieres im Brustbereich und parallel zu seiner langen Achse.Ein kleiner Teil des Ventrikels, rechts in der Brusthöhle positioniert, sollte im Rahmen an der ventrikulären Diastole erscheinen. Ein großer Teil beider Vorhöfe sollte ebenso sichtbar sein wie der Sinus venosus. Diese Strukturen sollten in der Diastole- oder Systole-Ansicht identifizierbar sein.Übersetzen Sie den Messumformer ein bis drei Millimeter nach rechts, um die ventrikuläre Langachsenansicht zu erhalten. Letztlich wird die richtige Position erreicht, wenn die Querschnittsfläche der Endsystole-Ventrikel am Maximum ist. Korrekte 2D-Ultraschallmessungen sind in hohem Maße von der korrekten Positionierung des Messumformers abhängig.Üben Sie die Beaufschlagerplatzierung akribisch und führen Sie eine Interoperatoranalyse durch, um die Subjektivität zu minimieren. Jetzt, im B-Modus, erfassen Sie mindestens drei Herzzyklen mit einem Minimum von 50 Bildern pro Sekunde. Wählen Sie zwischen der Verwendung des allgemeinen Bildgebungsmodus oder des Kardiologiemodus.Als nächstes übersetzen Sie den Messumformer entlang der langen Achse des Tieres, bis sich die Mitte des Ventrikels in der Mitte des Bildschirms befindet. Drehen Sie dann den Messumformer um 90 Grad im Uhrzeigersinn, um die mittelventrikuläre Kurzachsenansicht zu erhalten. Bewerten Sie von dieser Position aus die kreisförmige Form des Ventrikels, indem Sie den Messumformer entlang der langen Herzachse übersetzen.Kehren Sie dann den Messumformer auf die lange Achsenebene zurück und übersetzen Sie ihn zurück in Richtung Mittellinie, um eine vorgerichtliche Langachsen-Zweikammeransicht zu erhalten. Die richtige Position wird erreicht, wenn die Querschnittsbereiche der Endsystole-Atria an ihrer Maxima sind und die beiden Vorhöfe zusammen die Umrisse der Zahl acht annehmen, wenn sie um 45 Grad nach links geneigt sind. Sammeln Sie dann B-Modus-Bilder.Um fortzufahren, übersetzen Sie den Messumformer nach rechts, bis der Abflusstrakt erscheint. Die ventrikuläre End-Systole-Ansicht ist korrekt, wenn der Durchmesser des Abflusses am größten ist und während der Mittleren Injektion zwei der halbluminar-Ventile am Eingang des Abflusses sichtbar sind. Aus dieser Sicht können Geschwindigkeits- und Durchflussmessungen mit Doppler-Bildgebung durchgeführt werden.Wenden Sie den Farb-Doppler-Modus an, um die Durchblutungsgeschwindigkeiten im Abflusstrakt während der Herzinjektion zu kartieren. Wenden Sie als Nächstes Farb-Doppler-Bildgebung und Power-Doppler-Bildgebung an, um den Blutfluss in der ventrikulären Ansicht zu visualisieren, und tun Sie dasselbe in der Vorhofansicht. Als Nächstes verwenden Sie den Farb-Doppler-Modus, der auf die Position der maximalen Blutgeschwindigkeit im Abflusstrakt gerichtet ist, der direkt zum Messumformer läuft.Wenn der Abfluss nicht vollständig senkrecht zum Messumformer ist, wenden Sie einen Abstrahlwinkel und eine Winkelkorrektur an, um das Bild um bis zu 45 Grad zu korrigieren. Als Nächstes sammeln Sie Geschwindigkeits-Zeitdaten im Pulswellen-Doppler-Modus. In keiner Phase des Herzzyklus sollte das Spiralventil die Sicht des Abflusses überlappen.Sammeln Sie Daten aus mindestens drei Herzzyklen. Dann, ohne den Messumformer zu bewegen, erfassen Sie Daten im B-Modus aus mindestens drei Herzzyklen. Als nächstes, nur für anästhesierte Tiere, drehen Sie das Tier um 90 Grad, so dass der rechte Teil des Tieres nach oben zeigt, und bewegen Sie den Wandler zur schrägen Parakiemenansicht, nur parallel und nachträglich zu den hervorstehenden Kiemen.Diese Ansicht bietet eine alternative Messung der Durchblutungsgeschwindigkeit im Abflusstrakt. Der Abflusstrakt sollte bei etwa 45 Grad nach unten verlaufen, und die Vorhöfe sollten während der Injektion unter dem Abflusstrakt erscheinen. Wechseln Sie schließlich in den Pulswellen-Doppler-Modus und positionieren Sie den Messumformer, um die maximale Blutgeschwindigkeit anzuzeigen, die vom Messumformer im Abflusstrakt wegläuft.Verwenden Sie bei Bedarf bis zu 45 Grad Abstrahlwinkel und Winkelkorrektur, um den Abfluss senkrecht zum Messumformer zu machen. Sammeln Sie dann Daten im Pulswellen-Doppler-Modus und im B-Modus aus der gleichen Position wie zuvor. Die 3D-Erfassung dauert eine Weile, so dass das Axolotl bezähnstisös sein muss.Legen Sie es supine in das lipförmige Tierbett. Sichern Sie es mit Gummibändern, und tauchen Sie seine Brustoberfläche in drei bis fünf Millimeter Ultraschallmedium mit einem Anästhetikum. Bewegungen während der 3D-Erfassung sind nachteilig für die nachfolgende Rekonstruktion.Bewegt sich das Tier während der 3D-Ultraschallaufnahme, muss der Eingriff von Anfang an wiederholt werden. Als nächstes positionieren Sie den Messumformer über der Mittellinie im Brustbereich, und platzieren Sie ihn parallel zur langen Achse für eine sagittale 3D-Aufnahme oder orthogonal zur langen Achse für die transversale 3D-Aufnahme. Übersetzen Sie dann den Messumformer, um sicherzustellen, dass die gesamte Herzregion in der nachfolgenden 3D-Aufnahme abgedeckt wird.Verschieben Sie sie sowohl in der Dimension in der Ebene als auch in der Dimension a-of-plane. Wählen Sie für den Bildgebungsmodus den allgemeinen Bildgebungsmodus aus, wenn die Herzfrequenz des Tieres zwischen 20 und 60 Schlägen pro Minute liegt. Andernfalls wählen Sie den Kardiologiemodus aus.Schalten Sie das Licht aus. Passen Sie nun im rohen B-Modus-Bild die 2D-Verstärkung auf eine Ebene an, auf der die anatomischen Strukturen kaum erkennbar sind. Dies wird das Signal-Rausch-Verhältnis in den letzten Rekonstruktionen erhöhen.Entscheiden Sie dann über die Größe der Z-Schritt- oder Scheibendicke. Übersetzen Sie nun den Messumformer jeweils einen Z-Schritt, indem Sie eine Aufnahme mit 1.000 Frames pro Z-Schritt machen, bis die gesamte Herzregion abgedeckt ist. Eine 2D-echokardiographische Analyse eines 10-Gramm-Axolotls mit 10 Gramm, 10 Zentimetern durchgeführt wurde.Die Langachsansicht bot einen guten Ausgangspunkt. Die Mittellinie zeigte den Sinus venosus, Vorhöfe und Teile des Ventrikels. Betrachtet man die ventrikuläre Ebene, zeigte sich der Ventrikel sphärisch und stark trabeculated.In der Vorhofebene erschienen die Vorhöfe unregelmäßiger und kaum trabeculated. Das Zentrum des Abflusstraktes befindet sich in der Nähe des Zentrums des Ventrikels. Messungen des Herzzyklus mit Pulswellen-Doppler von der Langachse und von der schrägen Para-Gill-Ebene hatten einige Hintergrundgeräusche.Dieses Geräusch war überwindbar, wenn Messungen der Geschwindigkeitszeit integriert wurden. Color-Doppler und Power-Doppler-Bildgebung zeigten das Strömungsmuster durch die Herzkammern. Ansichten waren von der Herzkammer, von den Vorhöfen und vom Abflusstrakt möglich.3D-Echokardiographie wurde ebenfalls durchgeführt. Diese multiplanare Ansicht des Herzens hat viele Anwendungen, wie Z. B. Oberflächen- und Volumenrekonstruktionen oder Segmentierung und Generierung von 3D-Modellen. Nachdem Sie sich dieses Video angeschaut haben, sollten Sie ein gutes Verständnis dafür haben, wie Sie 2D- und 3D-Echokardiographie im Axolotl durchführen.Einmal gemeistert, kann die 2D-Ultraschalltechnik in weniger als fünf Minuten pro Tier durchgeführt werden, wenn sie richtig durchgeführt wird, während die 3D-Erfassung bis zu einer Stunde pro Tier dauern kann. Nach diesem Verfahren können andere Methoden wie Herzextraktion und Histologie durchgeführt werden, um zusätzliche Fragen im Zusammenhang mit Herzstruktur und Anatomie zu beantworten.

Research

JoVE Journal

Medicine

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

Transthoracic Echocardiography in Mice

Transthorakale Echokardiographie in Mäuse

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

Forschung

Medizin

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

Hochfrequenz-High-Resolution Echokardiographie: First Evidence on Non-invasive Wiederholte Messung der myokardialen Strain, Kontraktilität und Mitralinsuffizienz in der Ischämie-Reperfusion Murine Herz

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

Murine Echokardiographie und Ultraschall-Bildgebung

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 fetale Echokardiographie

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

Fetale Echokardiographie und Pulsed-Wave-Doppler-Ultraschall in einem Kaninchen-Modell von Intrauterine Growth Restriction

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 Rückenmarksverletzung über eine mikrochirurgische Laminektomie im Regenerativen 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

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

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Zeitaufgelöste, dynamische Computertomographie Angiographie zur Charakterisierung von Aortenendoleaks und Behandlungsanleitung mittels 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 ...

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