Name: echocardiographic assessment of cardiac anatomy and function in adult rats
Uploaded: 2019-12-13T14:00:00
Duration: 8 min 9 s
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ARSP e ATP sono supportati dalle borse di studio SFRH/BD/121684/2016 e SFRH/BPD/123181/2016, rispettivamente, da Fundao para a Cioncia e Tecnologia.

Tutte le procedure relative agli animali sono state eseguite ai d'azione ai parametri 2010/63/UE. Le procedure sono state approvate dall'Ente istituzionale per il benessere degli animali, autorizzato da DGAV, dall'autorità competente portoghese per la protezione degli animali (numero di licenza 0421/000/000/2018). NOTA: Sono stati utilizzati Wistar Han IGS (Crl:WI(Han) dei Charles River Laboratories (12-16 settimane). Questo protocollo è specifico per i ratti indipendentemente dalla loro tensione, età o sesso.
1. Preparazione dei ratti per l'ecocardiografia: protocollo di anestesia e reversione
<ol><li>Pesare i ratti.</li>
	<li>Preparare un anestetico a tre componenti composto da midazolam (4,76 mg/kg), medetomidine (0,356 mg/kg) e fentanil (0,012 mg/kg), in base al peso del ratto.</li>
	<li>Iniettare l'anestesia intraperitonealmente. Verificare l'assenza di riflessi di prelievo del pedale per valutare la profondità dell'anestesia.</li>
	<li>Rasare i capelli dalla zona del busto.</li>
	<li>Applicare gel durevole su entrambi gli occhi per evitare l'essiccazione della sclera.</li>
	<li>Posizionare il ratto anestesizzato in una posizione supina in cima a una piastra di riscaldamento per mantenere la temperatura corporea (37,0 gradi centigradi centigradi).</li>
	<li>Applicare uno strato di gel ad ultrasuoni preriscaldato (vicino alla temperatura corporea) al torace, principalmente nella zona che sovrasta il cuore. Evitare bolle d'aria nel gel che possono interferire con l'imaging ad ultrasuoni.</li>
	<li>Anestesia inversa attraverso iniezione sottocutanea utilizzando atipamezolo (0,94 mg/kg) e flumazenil (0,2532 mg/kg), subito dopo la fine dell'ecocardiografia. NOTA: questa combinazione anestetica fornisce fino a 45 min per l'imaging ecocardiografico. Il protocollo ecocardiografico descritto di seguito è compatibile con qualsiasi altro protocollo di anestesia.</li>
</ol>2. Ecocardiografia
NOTA: gli ecocardiogrammi vengono eseguiti con un'apparecchiatura ecocardiografica clinica convenzionale, con una sonda cardiaca a 12 MHz, e includono immagini fisse e loop acquisiti in immagini parasternali (asse lungo e viste a assi corte), apicali (4, 5, 2 e 3 camere) e viste suprasternali. Viene registrato un elettrocardiogramma per identificare la fine del sistema e la diastole finale, per le procedure di misurazione e l'acquisizione del ciclo (ECG attivato)11,12. Un preset viene utilizzato per mantenere stabile la definizione dell'immagine tra i ratti: frequenza 5-10 MHz, profondità 2,5 cm, frame rate 125 fps, Doppler campione 1,0 mm e colore Doppler aliasing velocità 40 cm / s. Loops sono stati registrati con almeno 3 battiti cardiaci.
<ol><li>Vista dell'asse lungo parasterna sinistro NOTA: Posizionare la sonda sul lato sinistro dello sterno e il segno di indice rivolto verso la spalla destra.<ol>
<li>Registrare le immagini in modalità M a valvola aortica, i volantini della valvola mitrale e la cavità media ventricolare sinistra (cursore a punte della valvola mitrale o livello cordale)1,2,3,4. Il cursore M-Mode deve essere perpendicolare alla struttura di interesse1,3,10.</li>
		<li>Registrare un ciclo 2D di tutte le viste.</li>
		<li>Registrare un loop 2D con zoom sul tratto di deflusso ventricolare sinistro.</li>
		<li>Registrare un loop 2D con immagini Doppler a colori contemporaneamente alle valvole aortiche e mitrali.</li>
	</ol></li>
	<li>Vista dell'asse corto parasterna sinistra NOTA: Posizionare la sonda sul lato sinistro dello sterno con il segno di indice ruotato sulla spalla sinistra.<ol>
<li>Ottenere un'immagine a livello di valvola aortica inclinando leggermente la sonda in modo leggermente cranico.</li>
		<li>Registrare un ciclo 2D di tutte le viste.</li>
		<li>Registrare un loop 2D con immagini Doppler a colori contemporaneamente alle valvole aortiche e polmonari.</li>
		<li>Acquisire un'immagine Doppler pulsato spettrale presso l'arteria polmonare. Il cursore deve essere parallelo al flusso1,3.</li>
		<li>Ottenere un'immagine del ventricolo sinistro a livello muscolare papillare inclinando leggermente la sonda leggermente verso il basso.</li>
		<li>Registrare un ciclo 2D di tutte le viste.</li>
	</ol></li>
	<li>Vista apicale a 4 camere NOTA: Posizionare la sonda in corrispondenza dell'area apicale nella linea ascellare anteriore e con il segno di indice rivolto alla spalla sinistra.<ol>
<li>Registrare un ciclo 2D di tutte le viste.</li>
		<li>Registrare un ciclo di imaging Doppler 2D e tissue, incluse tutte e 4 le camere.</li>
		<li>Concentrati sulle camere cardiache di sinistra.<ol>
<li>Registrare un loop 2D con zoom nell'atrio sinistro.</li>
			<li>Registrare un loop 2D con immagini Doppler a colori nella valvola mitrale e nell'atrio sinistro.</li>
			<li>Registrare le immagini Doppler a colori simultanee per il flusso di propagazione ventricolare sinistro.</li>
			<li>Ottenere un Doppler d'onda pulsata spettrale (PW) alla valvola mitrale per l'afflusso ventricolare sinistro. Posizionare il campione in corrispondenza delle punte mitrali del foglio illustrativa, nella loro posizione diastolica completamente aperta1,2,3,11,12.</li>
			<li>Aggiungere un'immagine Doppler a onda continua (CW) alla valvola mitrale, se c'è rigurgito della valvola mitrale.</li>
			<li>Ottenere un'immagine doppler di tessuto spettrale pulsato all'annulo mitrale (pareti laterali e settiche ventricolari a sinistra). Allineare il cursore Doppler PW con l'asse lungo del cuore per produrre il segnale Doppler massimo1,2,3,13.</li>
			<li>Registrare la modalità M di annullo mitrale per la misurazione dell'escursione sistolica del piano anulare mitrale (cursore nella parete del ventricolo sinistro laterale).</li>
		</ol>
</li>
		<li>Concentrati sulle camere cardiache a destra.<ol>
<li>Registrare un loop 2D con zoom all'atrio destro.</li>
			<li>Registrare un loop 2D con immagini Doppler a colori nella valvola tricuspida e nell'atrio destro.</li>
			<li>Ottenere un'immagine Doppler del tessuto spettrale pulsato presso l'annulo tricusilio (parete ventricolare destra).</li>
			<li>Registrare la modalità M per l'escursione sistolica del piano anulare tricuspid (TAPSE) posizionando il cursore 2D sull'annulo laterale tricuspid.</li>
		</ol>
</li>
	</ol></li>
	<li>Vista apicale a 5 camere NOTA: Dalla vista a 4 camere, inclinare la sonda leggermente anteriore al torace.<ol>
<li>Registrare un ciclo 2D di tutte le viste.</li>
		<li>Registrare un loop 2D con immagini Doppler a colori nella valvola aortica e nel tratto di deflusso ventricolare sinistro.</li>
		<li>Ottenere un'immagine doppler d'onda spettrale sul tratto di deflusso ventricolare sinistro. Posizionare il cursore parallelamente al flusso e posizionare il campione nel tratto di deflusso ventricolare sinistro4,14.</li>
		<li>Ottenere un'immagine doppler d'onda spettrale pulsata al ventricolo sinistro a metà cavità per l'afflusso ventricolare sinistro simultaneo e le onde di deflusso.</li>
		<li>Ottenere un'immagine Doppler a onda continua spettrale a valvola aortica. Il flusso transvalvullale viene registrato al di sotto della linea di base e del rigurgito, se presente, al di sopra della linea di base.</li>
	</ol></li>
	<li>Vista a 2 camere Apical NOTA: Ritornare a una vista a 4 camere e ruotare la sonda di 90 gradi in senso antiorario.<ol>
<li>Registrare un ciclo 2D di tutte le viste.</li>
		<li>Registrare un loop 2D con immagini Doppler a colori nella valvola mitrale.</li>
	</ol></li>
	<li>Vista apicale a 3 camere NOTA: Inclinare leggermente la sonda.<ol>
<li>Registrare un ciclo 2D di tutte le viste.</li>
		<li>Registrare un loop 2D con Doppler di colore contemporaneamente alle valvole aortiche e mitrali.</li>
	</ol></li>
	<li>Finestra di Suprasternal NOTA Sul lato sinistro dello spazio sopraclavicolare con sonda diretta verso il basso<ol>
<li>Registrare un loop 2D dell'arco aortico.</li>
		<li>Ottenere l'immagine Doppler onda pulsata spettrale presso l'aorta ascendente.</li>
		<li>Ottenere l'immagine Doppler onda pulsata spettrale presso l'aorta discendente.</li>
	</ol></li>
</ol>3. Misure
<ol><li>Procedere alle misurazioni, compresa la deformazione longitudinale globale. Eseguire queste misurazioni offline per ridurre il tempo di anestesia.</li>
</ol>

<ol>
	<li>Armstrong, W. F., Ryan, T. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=.">.</a> Feigenbaum's Echocardiography. , (2010).</li><li>Douglas, P. 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E. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Baseline+echocardiographic+values+for+adult+male+rats.">Baseline echocardiographic values for adult male rats.</a> Journal of the American Society of Echocardiography. 17 (2), 161-167 (2004).</li><li>Lang, R. 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=Recommendations+for+cardiac+chamber+quantification+by+echocardiography+in+adults:+an+update+from+the+American+Society+of+Echocardiography+and+the+European+Association+of+Cardiovascular+Imaging.">Recommendations for cardiac chamber quantification by echocardiography in adults: an update from the American Society of Echocardiography and the European Association of Cardiovascular Imaging.</a> Journal of the American Society of Echocardiography. 28 (1), 1-39 (2015).</li><li>Galderisi, 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=Standardization+of+adult+transthoracic+echocardiography+reporting+in+agreement+with+recent+chamber+quantification,+diastolic+function,+and+heart+valve+disease+recommendations:+an+expert+consensus+document+of+the+European+Association+of+Cardiovascular+Imaging.">Standardization of adult transthoracic echocardiography reporting in agreement with recent chamber quantification, diastolic function, and heart valve disease recommendations: an expert consensus document of the European Association of Cardiovascular Imaging.</a> European Heart Journal - Cardiovascular Imaging. 18 (12), 1301-1310 (2017).</li><li>Nagueh, S. F., 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=Recommendations+for+the+Evaluation+of+Left+Ventricular+Diastolic+Function+by+Echocardiography:+An+Update+from+the+American+Society+of+Echocardiography+and+the+European+Association+of+Cardiovascular+Imaging.">Recommendations for the Evaluation of Left Ventricular Diastolic Function by Echocardiography: An Update from the American Society of Echocardiography and the European Association of Cardiovascular Imaging.</a> European Heart Journal - Cardiovascular Imaging. 29 (4), 277-314 (2016).</li><li>Weytjens, C., 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=Doppler+myocardial+imaging+in+adult+male+rats:+reference+values+and+reproducibility+of+velocity+and+deformation+parameters.">Doppler myocardial imaging in adult male rats: reference values and reproducibility of velocity and deformation parameters.</a> European Journal of Echocardiography. 7 (6), 411-417 (2006).</li><li>Scheer, P., 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=Basic+values+of+M-mode+echocardiographic+parameters+of+the+left+ventricle+in+outbreed+Wistar+rats.">Basic values of M-mode echocardiographic parameters of the left ventricle in outbreed Wistar rats.</a> Veterinarni Medicina. 57 (1), 42-52 (2012).</li><li>Lancellotti, P., 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=Recommendations+for+the+echocardiographic+assessment+of+native+valvular+regurgitation:+an+executive+summary+from+the+European+Association+of+Cardiovascular+Imaging.">Recommendations for the echocardiographic assessment of native valvular regurgitation: an executive summary from the European Association of Cardiovascular Imaging.</a> European Heart Journal - Cardiovascular Imaging. 14 (7), 611-644 (2013).</li><li>Albrecht, M., Henke, J., Tacke, S., Markert, M., Guth, B. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Influence+of+repeated+anaesthesia+on+physiological+parameters+in+male+Wistar+rats:+a+telemetric+study+about+isoflurane,+ketamine-xylazine+and+a+combination+of+medetomidine,+midazolam+and+fentanyl.">Influence of repeated anaesthesia on physiological parameters in male Wistar rats: a telemetric study about isoflurane, ketamine-xylazine and a combination of medetomidine, midazolam and fentanyl.</a> BMC Veterinary Research. 10, 310 (2014).</li><li>Dragoi Galrinho, 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=New+Echocardiographic+Protocol+for+the+Assessment+of+Experimental+Myocardial+Infarction+in+Rats.">New Echocardiographic Protocol for the Assessment of Experimental Myocardial Infarction in Rats.</a> Maedica (Bucharest). 10 (2), 85-90 (2015).</li></ol>

Gli autori non hanno nulla da rivelare.

Questo protocollo consente uno studio ecocardiografico completo utilizzando apparecchiature a ultrasuoni mediche convenzionali e una sonda ad alta frequenza nei ratti adulti. Questo è un aspetto importante del protocollo, dal momento che le apparecchiature a ultrasuoni dedicate ai piccoli animali sono costose e l'investimento non è sempre giustificabile.
Poiché gli studi di imaging longitudinale richiedono anestesia ripetuta, una combinazione di medetomidine-midazolam-fentanyl è stata proposta in questo protocollo poiché è più adatta per uso seriale rispetto all'isoflurane o una miscela di ketamina-xylazina, nei ratti Wistar. Tuttavia, il protocollo ecocardiografico proposto è compatibile con qualsiasi altro protocollo di anestesia16. Come descritto, il nostro protocollo di ecocardiografia include la valutazione di diversi parametri che consentono l'identificazione di cambiamenti cardiaci anatomici e funzionali.
Concentrandosi sulla caratterizzazione anatomica, è possibile valutare le dimensioni di tutte le camere cardiache e le loro dilatazioni, ipertrofia ventricola sinistra, fibrosi valvulare o calcificazioni. Per quanto riguarda la funzione cardiaca, la funzione sistolica e diastolica ventricolica sinistra e la funzione sistolica ventricolare destra possono essere analizzate1,3,4. Inoltre, vengono studiate l'anatomia e la funzione della valvola cardiaca, utilizzando l'eco 2D per la caratterizzazione anatomica (identificando la fibrosi, la calcificazione o l'apertura anomala) e utilizzando l'imaging Doppler per la caratterizzazione funzionale e la rilevazione di stenosi o rigurgiti. L'imaging Doppler di colore consente di rilevare la direzione del flusso e le turbolenze e le onde doppler spettrali consentono misurazioni di velocità e gradienti1,3.
Un'adeguata qualità dell'immagine è stata ottenuta in quasi tutti i ratti (peso più piccolo di 200 g), anche se a causa delle differenze interindividuali nell'anatomia, le viste ecocardiografiche potrebbero non essere ottenute con la stessa identica definizione tra i ratti, che può avere un impatto nelle misurazioni delle dimensioni della cavità. C'è 5% intra-osservatore riferito variabilità sulle misurazioni del ventricolo M ventricolo sinistro17. In particolare, quando si utilizza la modalità M per le misurazioni ventricolari a sinistra, possono esistere le seguenti limitazioni: difficoltà nell'ottenere un angolo perpendicolare; compresi solo i segmenti basali (con seguenti misurazioni imprecise in presenza di ipertrofia asimmetrica o disfunzione sistolica regionale); e ipotesi geometriche (considerando che il ventricolo sinistro è un ellissoide prolato con un rapporto dell'asse lungo/corto 2:1 e distribuzione simmetrica dell'ipertrofia). Inoltre, l'inclusione di misurazioni cubiche può influire sulla precisione, poiché anche un piccolo errore nelle dimensioni può portare a una massa sopravvalutata1,3,10. Anche quando si utilizzano volumi e la frazione di espulsione calcolata con il metodo di Simpson, ci sono svantaggi: l'apice è spesso accorciato; l'abbandono endocardio può sminare la misurazione ed è cieco alle distorsioni non visualizzate nelle viste apicali 4 e 2 camere1,3,10.
È importante sottolineare che questo protocollo mette in evidenza l'uso di misurazioni e valutazioni avanzate, come il ceppo ventricolo sinistro e il tasso di deformazione, valutato dal tracciamento della macchia, per ottenere informazioni più complete sul comportamento delle fibre miocardiche1,3. Per una valutazione più accurata della deformazione e della deformazione, sono necessarie l'ottimizzazione della qualità dell'immagine, la massimizzazione della frequenza fotogrammi e la minimizzazione dello scorcio dell'apice. Ceppo longitudinale globale Midwall viene utilizzato come concorda con più dati disponibili pubblicati ed è stato dimostrato in diversi studi clinici per essere robusto e riproducibile10. La monitorizzazione elettrocardiografica integrata nell'apparecchiatura è molto incline agli artefatti, che è un vincolo. Inoltre, è molto importante affermare che lo stato cardiaco funzionale o emodinamico del ratto può dipendere da variabili come la temperatura, la pressione sanguigna e la frequenza cardiaca4,5,6,7,8,9,13,14,17.
Poiché la risoluzione è correlata alla frequenza delle sonde, ci si aspetta che gli sviluppi futuri sviluppi noliche sviluppino sonde ad alta frequenza e di conseguenza una maggiore risoluzione e definizione dell'immagine nell'imaging cardiovascolare non invasivo nei piccoli animali, con questo tipo di attrezzatura. La standardizzazione dei metodi e delle misurazioni è considerata critica in questo campo di ricerca, raggiungendo una diagnosi ecocardiografica più precisa dei modelli sperimentali di ratto e ottenendo una migliore comprensione della biologia molecolare delle malattie cardiovascolari umane Malattie.

Le malattie cardiovascolari sono la principale causa di morte in Europa, responsabile di oltre 4 milioni di decessi annuali, nonostante i progressi nella terapia, nella diagnosi e nel monitoraggio che hanno migliorato gli esiti dei pazienti negli ultimi anni. Una rapida evoluzione tecnologica ha contribuito al progresso nella cura dei pazienti cardiovascolari. All'interno di questi strumenti diagnostici, particolare attenzione è stata prestata all'imaging biomedico, che consente una valutazione anatomica e funzionale in modo non invasivo1,2,3. Allo stesso modo, la medicina beneficia dei risultati della ricerca biomedica. I modelli animali sperimentali sono molto utili per testare ipotesi derivate dall'ambiente clinico e per sviluppare terapie innovative4,5.
C'è un crescente interesse per l'uso dell'ecocardiografia come strumento di ricerca in modelli animali sperimentali, consentendo l'acquisizione di più misurazioni da un singolo animale negli studi longitudinali. È importante notare che ci sono alcuni vantaggi nell'utilizzo di modelli murine o roditori. Il breve periodo di gestazione, il basso costo dell'allevamento e dell'alloggio, la conoscenza del loro genoma e la possibilità di sviluppare animali transgenici sono i principali vantaggi di queste specie, che li rende attraenti per studiare i meccanismi coinvolti nella malattia cardiovascolare4,5,6,7,8,9. Anche se i modelli di ratto e topi mostrano vantaggi simili, i ratti sono la scelta classica negli studi cardiovascolari a causa della loro dimensione fisica più grande e della frequenza cardiaca più bassa che fornisce immagini migliori negli studi di ecocardiografia4,5,6,7,8,9,10.
Descriviamo un protocollo echocardiografia utilizzando apparecchiature a ultrasuoni mediche convenzionali per valutare le camere cardiache e le valvole cardiache (anatomia e funzione) utilizzando ratti Wistar. Si tratta di un protocollo conciso e completo per immagini e loop di acquisizione a breve termine che consentono misurazioni offline, che possono essere successivamente riviste per integrare nuove variabili o misurazioni nel tempo.

<table border="1" fo:keep-together.within-page="1" fo:keep-with-next.within-page="always">
	<tbody>
		<tr>
			<td>12S-RS Probe</td>
			<td>GE Medical Systems</td>
			<td>H44901AB</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Antisedan (5 mg/ml)</td>
			<td>Esteve</td>
			<td>P01B9003</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>EKG monitoring unit</td>
			<td>GE Medical Systems</td>
			<td>N/A</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Electrodes</td>
			<td>FIAB</td>
			<td>F9089/100</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Fentanilo (0.05 mg/ml)</td>
			<td>B.Braun</td>
			<td>BB3644960</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Flumazenilo (0.1 mg/ml)</td>
			<td>Generis</td>
			<td>MUEH5933080</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Insuline Syringe 1ml</td>
			<td>SOL M</td>
			<td>1612912</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Lubrithal gel (10mg)</td>
			<td>Dechra</td>
			<td>NC519</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Medetor (1 mg/ml)</td>
			<td>Vibarc</td>
			<td>P01B0308</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Midazolan (5 mg/ml)</td>
			<td>Labesfal</td>
			<td>MUEH5506191</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Shaver Razor AESCULAP Isis GT608</td>
			<td>Braun</td>
			<td>90200714</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Small Animal Heated Pad 120volts</td>
			<td>K&#38;H Manufacturing inc.</td>
			<td>655199010608</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Ultrasound Gel</td>
			<td>Parker Laboratories</td>
			<td>REF 01-08</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Ultrasound machine</td>
			<td>GE Medical Systems</td>
			<td>VIVID T8</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Underpads</td>
			<td>Henry Schein</td>
			<td>900-8132</td>
			<td></td>
		</tr>
	</tbody>
</table>

echocardiographic assessment of cardiac anatomy and function in adult rats

L'uso di modelli animali sperimentali è diventato cruciale nella scienza cardiovascolare. La maggior parte degli studi che utilizzano modelli di roditori si concentrano sull'imaging bidimensionale per studiare l'anatomia cardiaca del ventricolo sinistro e l'eco della modalità M per valutarne le dimensioni. Tuttavia, ciò potrebbe limitare uno studio completo. Qui, descriviamo un protocollo che permette una valutazione delle dimensioni della camera cardiaca, funzione ventricolare sinistra (sistolica e diastolica) e funzione valvulare. In questo protocollo è stata utilizzata una macchina a ultrasuoni medicali convenzionale e diverse viste eco sono state ottenute attraverso finestre parasternali, apicali e soprasternali a sinistra. Nella finestra parasternasinistra, l'asse lungo e corto sono stati acquisiti per analizzare le dimensioni della camera sinistra, le dimensioni del ventricolo destro e dell'arteria polmonare e la funzione valvolare mitrale, polmonare e aortica. La finestra apicale consente la misurazione delle dimensioni della camera cardiaca e la valutazione dei parametri sistolici e diastolici. Permette anche la valutazione di Doppler con rilevamento e quantificazione dei disturbi valvolari cardiaci (rigurgito o stenosi). Diversi segmenti e muri del ventricolo sinistro sono visualizzati in tutte le viste. Infine, l'aorta ascendente, l'arco aortico e l'aorta discendente possono essere immagini attraverso la finestra suprasternale. Una combinazione di imaging a ultrasuoni, flusso Doppler e valutazione Doppler tessuto sono stati ottenuti per studiare la morfologia cardiaca e la funzione. Questo rappresenta un importante contributo per migliorare la valutazione della funzione cardiaca nei ratti adulti con impatto per la ricerca utilizzando questi modelli animali.

Figura 1 Mostra la posizione della sonda sul torace per visualizzare la vista dell'asse lungo della finestra finale (Figura 2). Questa vista consente misurazioni accurate della cavità del ventricolo sinistro e dello spessore della parete, funzione sistolica (Figura 3), diametro del deflusso del ventricolo sinistro (da applicare in altre formule come l'uscita cardiaca), il diametro ascendente dell'aorta e il diametro sinistro dell'atrio. Tutte le dimensioni della camera sono state indicizzate al peso corporeo. La vista parasternale dell'asse lungo consente la valutazione anatomica (con 2D-Echo) e funzionale (con immagini Doppler a colori) delle valvole aortiche e mitrali. Questa visione consente anche l'identificazione e la misurazione dell'effusione pericardiale, se presente. M-Mode può essere utilizzato per le misure ventricolo sinistro (Figura 3): dimensioni del setto e delle pareti posteriori, dimensioni del ventricolo sinistro, funzione sistolica del ventricolo sinistro e massa ventricale sinistra1,3,4,10,14.
La funzione sistolica del ventricolo sinistro viene valutata dall'accorciamento frazionario e anche dalla visualizzazione dell'escursione e dell'ispessimento delle pareti durante il ciclo cardiaco (valutata dall'ECG). La massa ventricale sinistra si ottiene con la formula: Massa LV : 0,8 x 1,04 x [(IVS - LVID - PWT)3 - LVID3] (IVS: spessore del setto intervencolare; LVID: diametro interno del ventricolo sinistro; PWT: spessore della parete posteriore, con misurazioni effettuate alla fine della diastole)1,3,4,10,14.
Figura 4 Mostra la posizione della sonda sul petto per visualizzare la vista dell'asse corto finestra della finestra. Questa vista consente la visualizzazione del deflusso ventricolare destro, la valvola aortica, la valvola polmonare, l'arteria polmonare (Figura 5) e la dimensione della cavità media ventricolare sinistra (Figura 6) e la funzione (con visualizzazione 2D della contratticità segmentale)1,3,4,10,11.
Figura 7 Mostra la posizione della sonda sul petto per visualizzare le viste apicali. Nella vista apicale a 4 camere (Figura 8), è possibile valutare tutte le dimensioni a 4 camere (aree di tutte le 4 camere e il volume del ventricolo sinistro) e la funzione. È inoltre possibile valutare la caratterizzazione anatomica e funzionale delle valvole mitrali e tricuspide. Il deflusso ventricolare sinistro, il flusso della valvola aortica e l'aorta ascendente sono stati ottenuti con la vista apicale a 5 camere. La vista apicale a 2 camere (Figura 9) si concentra sull'atrio sinistro e sulle dimensioni e sulla funzione ventricolare. Le viste Apical a 3 e 5 camere consentono la valutazione della valvola aortica e del deflusso ventricolare sinistro. Tutte le viste combinate per consentire la valutazione dei diversi muri e segmenti ventricolari a sinistra e lo studio dei diversi parametri di funzione sistolica e diastolica1,3,4,10,11.
La funzione diastolica ventricolare sinistra può essere valutata mediante imaging Doppler pulsato alla valvola mitrale (Figura 10), tempo di rilassamento isovolumetrico del ventricolo sinistro e imaging del tessuto Doppler all'annulo mitrale1,3,12. L'afflusso mitrale normale è costituito dal flusso bifasico dall'atrio sinistro al ventricolo sinistro. In condizioni normali, la coincidenza del flusso iniziale con E-wave è superiore al flusso successivo che si verifica con la contrazione atriale (A-wave).
La funzione diastolica ventricolare sinistra può anche essere studiata con l'imaging Doppler dei tessuti, che analizza le velocità miocardiche (Figura 11). Il tessuto spettrale Doppler studia l'imaging sistolico e diastolico su un ciclo cardiaco e ha 3 picchi: un picco sistolico positivo (s'onda) che rappresenta la contrazione miocardiale e due picchi diastolici negativi (e'-wave di rilassamento miocardico precoce e un'onda di contrazione atriale attiva a fine diastole) valutata a livello milare, dall'annulus setto o laterale1,3,4,10,14.
La caratterizzazione della funzione diastolica ventricolare sinistra mediante imaging Doppler pulsato presso la valvola mitrale e l'imaging Doppler dei tessuti all'annulo mitrale dovrebbe includere i seguenti parametri: velocità dell'onda E, velocità A-onda, rapporto E/A, velocità e' velocità, rapporto E/e' e tempo di decelerizzazione di E-wave1,3,4,10,14.
La funzione sistolica ventricolare sinistra può essere studiata dalla misurazione dell'escursione sistolica del piano anulare mitral, dall'accorciamento frazionario (Figura 3), dalla frazione di espulsione, dal volume della corsa, dall'uscita cardiaca, dalla velocità dell'onda del tessuto sistolico (Figura 11) e dalla deformazione longitudinale globale mediante deformazione miocardiale con analisi della tensione e della tensione (Figura 12)1,3,4,10.
La frazione di espulsione viene calcolata con i volumi con un metodo Simpson modificato basato su tracce visive dell'interfaccia del sangue e dei tessuti utilizzando le viste apicali 4 e 2 camere. A livello di valvola basale o mitrale, il contorno viene chiuso collegando le due sezioni opposte dell'anello mitrale con una linea retta1,3,4,10. Il volume di sangue che forma la frazione di espulsione rappresenta il volume dell'ictus. Se la valvola mitrale è competente, allora questo può essere moltiplicato per la frequenza cardiaca per calcolare l'uscita cardiaca1,3,4. Il volume dell'ictus si basa sulle misurazioni del flusso sanguigno attraverso il tratto di uscita del ventricolo sinistro durante il ciclo cardiaco, utilizzando questa formula: SV x (Diametro LVOT /2)2 x VTI (LVOT) (LVOT: tratto di deflusso del ventricolo sinistro; Il diametro LVOT viene misurato nella vista dell'asse lungo parasternale. VTI(LVOT): velocità tempo integrale tracciato da doppler onda pulsata a LVOT in apicale vista a 5 camere)1,3.
La misura più comunemente utilizzata basata sulla deformazione della funzione sistolica globale LV è la deformazione longitudinale globale ottenuta dalla deformazione miocardio con analisi della deformazione di deformazione e deformazione1,3,4,10. Di solito è valutato dall'ecocardiografia di tracciamento delle macchie, dove il picco della deformazione longitudinale globale descrive il cambiamento di lunghezza relativa del miocardio LV tra la metà della diastole e la sistole finale: GLS(%) : (MLs - MLd)/MLd (ML: lunghezza miocardiale alla fine della sistole; MLd: lunghezza miocardiale alla fine della diastole).
Le misurazioni dovrebbero iniziare con l'apicale vista a 3 camere per visualizzare la chiusura della valvola aortica, utilizzando i clic di apertura e chiusura della valvola aortica nell'imaging doppler spettrale o nell'apertura e chiusura della valvola aortica 1,3,4,10. Vengono valutate anche le viste Apical 4 e 2 camere e viene mediata la media di tutte e tre le misurazioni delle viste. La funzione sistolica ventricolare destra è valutata da treusdiana escursione sistolica del piano anulare (TAPSE) e imaging Doppler dei tessuti al tricuspid annulus. Tutte le valvole sono studiate dal colore Doppler imaging, consentendo la visualizzazione diretta della stenosi o rigurgito (Figura 13). Se è presente il rigurgito della valvola aortica, può essere studiato e quantificato da vena contracta e tempo di mezza pressione con imaging Doppler continuo (Figura 14)15. La figura 15 mostra l'aorta ascendente, l'arco aortico e l'aorta discendente prossimale visualizzata in una finestra soprasternale.
<img alt="Figure 1" class="xfigimg" src="/files/ftp_upload/60404/60404fig1a.jpg"> Figura 1: Posizionamento della sonda per la vista parasterna dell'asse lungo. <a href="https://www.jove.com/files/ftp_upload/60404/60404fig1large.jpg" target="_blank">Fare clic qui per visualizzare una versione più grande di questa figura.</a>
<img alt="Figure 2" class="xfigimg" src="/files/ftp_upload/60404/60404fig2a.jpg"> Figura 2: vista ad asse lungo parasterna 2D dell'atrio sinistro (LA), ventricolo sinistro (LV), valvola aortica, aorta ascendente (Ao) e valvola mitrale (MV). <a href="https://www.jove.com/files/ftp_upload/60404/60404fig2large.jpg" target="_blank">Fare clic qui per visualizzare una versione più grande di questa figura.</a>
<img alt="Figure 3" class="xfigimg" src="/files/ftp_upload/60404/60404fig3a.jpg"> Figura 3: M-Mode del ventricolo sinistro con misurazioni, tra cui spessore del setto intervencolare in diastolo (IVSd), diametro interno del ventricolo sinistro in diastole (LVIDd) e sistole (LVIDs), spessore posteriore della parete (LVIPWd), accorciamento frazionario (%FS), frazione di espulsione calcolata con il metodo Teichholz [EF(Teich)], massa ventricale sinistra (LVdMass), spessore parietale (EPR) e massa ventricolo sinistro con calcolo adattato al roditore (Mouse LVM). <a href="https://www.jove.com/files/ftp_upload/60404/60404fig3large.jpg" target="_blank">Fare clic qui per visualizzare una versione più grande di questa figura.</a>
<img alt="Figure 4" class="xfigimg" src="/files/ftp_upload/60404/60404fig4a.jpg"> Figura 4: Posizionamento della sonda per la vista parasterna le asimmetrica ad asse corto. <a href="https://www.jove.com/files/ftp_upload/60404/60404fig4large.jpg" target="_blank">Fare clic qui per visualizzare una versione più grande di questa figura.</a>
<img alt="Figure 5" class="xfigimg" src="/files/ftp_upload/60404/60404fig5a.jpg"> Figura 5: vista ad asse corto parasterntale 2D a valvola aortica (Ao), atrio sinistro (LA), atrio destro (RA), ventricolo destro (RV) e arteria polmonare (PA). <a href="https://www.jove.com/files/ftp_upload/60404/60404fig5large.jpg" target="_blank">Fare clic qui per visualizzare una versione più grande di questa figura.</a>
<img alt="Figure 6" class="xfigimg" src="/files/ftp_upload/60404/60404fig6a.jpg"> Figura 6: Vista parasternale ad asse corto a livello dei muscoli papillari del ventricolo sinistro. <a href="https://www.jove.com/files/ftp_upload/60404/60404fig6large.jpg" target="_blank">Fare clic qui per visualizzare una versione più grande di questa figura.</a>
<img alt="Figure 7" class="xfigimg" src="/files/ftp_upload/60404/60404fig7a.jpg"> Figura 7: Posizionamento della sonda per la vista apicale a 4 camere. <a href="https://www.jove.com/files/ftp_upload/60404/60404fig7large.jpg" target="_blank">Fare clic qui per visualizzare una versione più grande di questa figura.</a>
<img alt="Figure 8" class="xfigimg" src="/files/ftp_upload/60404/60404fig8a.jpg"> Figura 8: 2D della vista a 4 camere, tra cui atrio sinistro (LA), ventricolo sinistro (LV), atrio destro (RA) e ventricolo destro (RV). <a href="https://www.jove.com/files/ftp_upload/60404/60404fig8large.jpg" target="_blank">Fare clic qui per visualizzare una versione più grande di questa figura.</a>
<img alt="Figure 9" class="xfigimg" src="/files/ftp_upload/60404/60404fig9a.jpg"> Figura 9: Eco 2D della vista apicale a 2 camere comprendendo atrio sinistro (LA), ventricolo (LV) e valvola mitrale (MV). <a href="https://www.jove.com/files/ftp_upload/60404/60404fig9large.jpg" target="_blank">Fare clic qui per visualizzare una versione più grande di questa figura.</a>
<img alt="Figure 10" class="xfigimg" src="/files/ftp_upload/60404/60404fig10a.jpg"> Figura 10: Doppler a onda pulsata alla valvola mitrale, che mostra la velocità dell'onda E: 0,49 m/s, velocità a onde A , 0,33 m/s, tempo di decelerazione dell'onda E - 35 ms e rapporto E/A : 1,48. <a href="https://www.jove.com/files/ftp_upload/60404/60404fig10large.jpg" target="_blank">Fare clic qui per visualizzare una versione più grande di questa figura.</a>
<img alt="Figure 11" class="xfigimg" src="/files/ftp_upload/60404/60404fig11a.jpg"> Figura 11: Tessuto Doppler spettrale all'annulo mitrale settico, che mostra le onde di tessuto miocardico di diastole (e' e a') e di sistole (s'). <a href="https://www.jove.com/files/ftp_upload/60404/60404fig11large.jpg" target="_blank">Fare clic qui per visualizzare una versione più grande di questa figura.</a>
<img alt="Figure 12" class="xfigimg" src="/files/ftp_upload/60404/60404fig12a.jpg"> Figura 12: Analisi della deformazione miocardiale con deformazione longitudinale valutata a 4 camere. <a href="https://www.jove.com/files/ftp_upload/60404/60404fig12large.jpg" target="_blank">Fare clic qui per visualizzare una versione più grande di questa figura.</a>
<img alt="Figure 13" class="xfigimg" src="/files/ftp_upload/60404/60404fig13a.jpg"> Figura 13: Visualizzazione del rigurgito aortico con Color Doppler. <a href="https://www.jove.com/files/ftp_upload/60404/60404fig13large.jpg" target="_blank">Fare clic qui per visualizzare una versione più grande di questa figura.</a>
<img alt="Figure 14" class="xfigimg" src="/files/ftp_upload/60404/60404fig14a.jpg"> Figura 14: Doppler continuo della valvola aortica nella vista apicale a 5 camere, mostrando rigurgito sopra la linea di base con tempo di mezza pressione misurato di 95 ms. <a href="https://www.jove.com/files/ftp_upload/60404/60404fig14large.jpg" target="_blank">Fare clic qui per visualizzare una versione più grande di questa figura.</a>
<img alt="Figure 15" class="xfigimg" src="/files/ftp_upload/60404/60404fig15a.jpg"> Figura 15: Vista soprasternale dell'aorta ascendente (Asc), arco aortico (Arco) e aorta discendente (Desc). <a href="https://www.jove.com/files/ftp_upload/60404/60404fig15large.jpg" target="_blank">Fare clic qui per visualizzare una versione più grande di questa figura.</a>

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Echocardiographic Assessment of Cardiac Anatomy and Function in Adult Rats Video (Video) | JoVE

Nello studio attuale viene presentato un protocollo non invasivo per la valutazione dell'ecocardiografia transtoracica dell'anatomia cardiaca e della funzione per i ratti adulti. Le valvole cardiache, tutte e quattro le camere cardiache e l'aorta ascendente, l'arco aortico e l'aorta discendente sono studiati in dettaglio.

Valutazione ecocardiografica dell'anatomia e della funzione cardiaca nei ratti adulti

The use of experimental animal models has become crucial in cardiovascular science. Most studies using rodent models are focused on two-dimensional ...

Questo protocollo consente la valutazione dell'anatomia cardiaca e della funzione nei ratti adulti per facilitare il test di ipotesi derivate dall'ambiente clinico per lo sviluppo di terapie innovative. Questo protocollo non invasivo consente la posizione di più misurazioni offline da un singolo animale in studi longitudinali che possono essere successivamente rivisti sull'integrazione di nuove variabili. Le malattie cardiovascolari sono la principale causa di morte in Europa.Un'evoluzione tecnologica nell'imaging biomedico, compresa l'ecocardiografia, ha contribuito ai recenti progressi nella cura cardiovascolare dei pazienti. Le dimensioni della camera cardiaca e la funzione sistolica ventricolare sinistra, diastolica e valvulare possono essere acquisite da diverse viste ecografiche attraverso le finestre parasternali, apicali e soprasternali sinistra. Una combinazione di imaging ad ultrasuoni, flusso Doppler e valutazione doppler dei tessuti può essere utilizzata per studiare le camere cardiache e la loro dilatazione, l'ipertrofia del ventricolo sinistro e la funzione ventricolare sinistra e destra.Dopo aver confermato la mancanza di risposta al riflettimento del pedale in un ratto adulto sperimentale anestetizzato, utilizzare apparecchiature ecocardiografiche cliniche convenzionali con una sonda cardiaca da 12 megahertz per posizionare la sonda sul lato sinistro dello sterno con il segno indice rivolto alla spalla destra. Registra le immagini in modalità M alla valvola aortica, i volantini della valvola mitrale e la cavità centrale ventricolare sinistra con il cursore in modalità M perpendicolare alla struttura di interesse. Registrare un loop 2D nel tratto di deflusso ventricolare sinistro.Quindi, registrare un loop 2D con l'imaging Doppler a colori contemporaneamente alle valvole aortiche e mitrali. Per ottenere un'immagine a livello di valvola aortica, posizionare la sonda sul lato sinistro dello sterno con il segno indice ruotato alla spalla sinistra e inclinare leggermente la sonda in modo cranicio. Acquisire un'immagine Doppler pulsata spettrale nell'arteria polmonare con il cursore parallelo al flusso e registrare un loop 2D con l'imaging Doppler a colori contemporaneamente alle valvole aortiche e polmonari.Per ottenere un'immagine del ventricolo sinistro a livello del muscolo papillare, inclinare leggermente la sonda verso il basso e registrare un anello 2D di tutte le viste. Per ottenere una vista apicale a quattro camere, posizionare la sonda nell'area apicale nella linea ascellare anteriore con il segno indice rivolto alla spalla sinistra e registrare un anello 2D di tutte le viste. Quindi, registra un ciclo di imaging Doppler 2D e tissue che include tutte e quattro le camere.Successivamente, concentrandosi sulle camere cardiache sinistra, registrare un ciclo 2D con l'imaging Doppler a colori alla valvola mitrale e all'atrio sinistro. Registra immagini simultanee in modalità M e Doppler a colori per il flusso di propagazione ventricolare sinistro. Acquisire un Doppler ad onda pulsata spettrale alla valvola mitrale per l'afflusso ventricolare sinistro, posizionando il campione sulle punte del foglio mitralico nella loro posizione diastolica completamente aperta.Aggiungere un'immagine Doppler ad onda continua alla valvola mitrale e ottenere un'immagine Doppler del tessuto pulsato spettrale all'annulo mitrale. Registrare un'immagine in modalità M della corona mitrale per ottenere una misurazione dell'escursione sistolica del piano anulare mitralico. Concentrandosi sulle camere cardiache giuste, registra un ciclo 2D con l'imaging Doppler a colori alla valvola tricuspide e all'atrio destro.Quindi, ottenere un'immagine Doppler del tessuto pulsato spettrale nella corona tricuspide e posizionare il cursore 2D sull'annulo laterale tricuspide per registrare un'immagine in modalità M dell'escursione sistolica del piano anulare tricuspide. Per ottenere una vista apicale a cinque camere dalla vista a quattro camere, inclinare leggermente la sonda anteriore al petto. Registrare un loop 2D con l'imaging Doppler a colori presso la valvola aortica e il tratto di deflusso ventricolare sinistro e posizionare il cursore parallelo al flusso con il campione nel tratto di deflusso ventricolare sinistro per ottenere un'immagine Doppler dell'onda pulsata spettrale nel tratto di deflusso ventricolare sinistro.Quindi, acquisire un'immagine Doppler dell'onda pulsata spettrale nella cavità centrale del ventricolo sinistro per la misurazione simultanea dell'onda ventricolare sinistra e dell'onda di deflusso, e ottenere un'immagine Doppler ad onda continua spettrale alla valvola aortica. Per la visualizzazione apicca a due camere, riportare la sonda nella posizione di vista a quattro camere e ruotare la sonda di 90 gradi in senso antiorario. Quindi, registra un ciclo 2D di tutte le viste e registra un loop 2D con l'imaging Doppler a colori alla valvola mitrale.Per ottenere una vista apicale a tre camere, inclinare leggermente la sonda in modo leggermente cranico e registrare un loop 2D con doppler di colore contemporaneamente alle valvole aortiche e mitrali. Per ottenere una vista della finestra soprasternale, posizionare la sonda sul lato sinistro dello spazio sopraclavicolare con la sonda diretta verso il basso e registrare un anello 2D dell'arco aortico. Quindi, acquisire un'immagine Doppler ad onda pulsata spettrale all'aorta ascendente e discendente.La vista a lungo asse della finestra parasternale consente misurazioni accurate dello spessore del setto interventricolare del ventricolo sinistro in diastole, diametro interno del ventricolo sinistro in diastole e sistole, spessore della parete posteriore, accorciamento frazionato, frazione di espulsione, massa ventricolare sinistra e spessore parietale. La vista a corto asse della finestra parasternale consente la visualizzazione del deflusso ventricolare destro, della valvola aortica, dell'arteria polmonare e delle dimensioni e della funzione della cavità media ventricolare sinistra. Nella vista apicale a quattro camere, è possibile valutare tutte e quattro le dimensioni della camera e la funzione del ventricolo sinistro.La vista apicale a due camere si concentra sull'atrio sinistro e sulle dimensioni e la funzione ventricolari. La funzione diastolica ventricolare sinistra può essere valutata mediante imaging Doppler pulsato alla valvola mitrale. In condizioni normali, il flusso precoce coincidente con l'onda E è più alto del flusso successivo che si verifica con la contrazione atriale.L'imaging Doppler del tessuto spettrale può essere usato per valutare la funzione sistolica e diastolica su un ciclo cardiaco e ha un picco sistolico positivo che rappresenta la contrazione miocardica e due picchi diastolici negativi che possono essere valutati a livello anulare mitralico dall'annulo settale o laterale. La deformazione miocardica del ventricolo sinistro può essere valutata mediante analisi della deformazione longitudinale nella vista a quattro camere. La standardizzazione dei metodi e delle misurazioni è fondamentale, in quanto ottenere una diagnosi ecocardiografica più precisa dei modelli animali si traduce in una migliore comprensione della biologia molecolare delle malattie cardiovascolari umane.

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