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Médecine

흉부 및 복 부 대동맥 동맥 류 크기를 결정 하는 쥐에서의 초음파 이미징

Published: March 08, 2019
doi:
10.3791/59013
, , , , ,
1Saha Cardiovascular Research Center,University of Kentucky, 2Department of Physiology,University of Kentucky

Summary

초음파 이미징 생쥐에서 흉부 및 복 부 대동맥 동맥 류의 luminal 크기를 결정 하는 일반적인 형식 되고있다. 이 프로토콜 생쥐에서 상승 하 고 복 부 대동맥의 안정적이 고 재현 가능한 2 차원 초음파 이미지 절차를 설명 합니다.

Abstract

현대 고해상도 초음파 기기 마우스 aortas의 측정을 촉진 하기 위하여 충분 한 해상도. 이 악기 마우스 모델 대동맥 동맥 류의 대동맥 크기를 측정 하기 위해 널리 사용 되었습니다. 대동맥 동맥 류는 대동맥의 상승, 복 부 지역에서 가장 자주 발생 하는 영구 dilations 정의 됩니다. 초음파에 의해 대동맥 크기의 순차적 측정은 개발 및 대동맥 동맥 류 vivo에서의 진행을 평가 하기 위한 주요 접근 합니다. 많은 보고 된 연구 초음파 이미징 기본 끝점으로 대동맥 직경을 측정 하기 위해 사용, 혼동 요인, 프로브 위치 등 심장 주기, 데이터 수집, 분석 및 해석의 정확도 영향을 줄 수 있다. 이 프로토콜의 목적은 안정적이 고 재현 가능한 방식으로 대동맥 직경을 측정 하는 초음파의 사용에 대 한 실용적인 가이드를 제공 하는 것입니다. 이 프로토콜 마우스와 악기의 준비, 적절 한 초음파 이미지 및 데이터 분석의 수집을 소개합니다.

Introduction

대동맥 동맥 류는 일반적인 혈관 질환 흉부 및 복 부 대동맥1,2,,34의 영구 luminal 팽창에 의해 특징. 아니 약리 치료 팽창과 병원 성 메커니즘에 대 한 필요성을 강조 하는 대동맥 동맥 류의 파열을 방지 하기 위해 설립 되었습니다. 대동맥 동맥 류의 메커니즘, 명료 하 마우스 모델 유전적 또는 화학적 조작에 의해 생산 되어 널리 사용된4,,56,7,8, 9 , 10 , 11 , 12. 쥐에서 대동맥 직경의 정확한 정량화는 대동맥 동맥 류 연구의 기초 이다.

높은 주파수 초음파의 개발 대동맥 크기13,,1415에 작은 차이 검출 하기 위하여 이미지의 공간 및 시간 해상도 증가 했다. 이 마우스에 대동맥 직경의 연속 측정 사용은 그리고 이렇게, 그것 murine 연구 대동맥 동맥 류의 대동맥 직경을 측정 하기 위한 선호 하는 방법 되고있다. 초음파 이미징 간단한 기법 이지만, 정확한 측정, 데이터 분석 및 해석에 대 한 적절 한 이미지 대동맥 해부학과 생리학의 지식이 필요 합니다. 대동맥 근 흉부 지역16에 가변 곡률을 pulsating 원통형 기관 이다. 이 일반적으로 인수 2 차원 (2D) 이미지에서 대동맥 크기의 부정확 한 결정에 대 한 잠재력에 기여 한다. 대동맥 측정의 정확도 손상 될 수 있는 aneurysmal 상태17대동맥 tortuosity에 의해 추가. 대동맥 dilations의 안정적이 고 재현 가능한 측정을 얻기 위해이 프로토콜 쥐에서 근 흉부 및 복 부 대동맥 직경을 측정 하는 고해상도 초음파 시스템의 사용에 대 한 실용적인 가이드를 제공 합니다.

Protocol

마우스에서 초음파 이미징 대학 켄터키 기관 동물 관리 및 사용 위원회의 승인 하 여 수행 됩니다 (IACUC 프로토콜 번호: 2018-2967). 이미징, 동안 isoflurane 1%-3 %vol / vol 사용 하 고 절차 상의 스트레스를 줄이기 위해 하 고 저체온증을 방지 난방 플랫폼에 쥐 취는. 눈 윤 활 유는 마 취 동안 깜박임 반사의 손실 때문에 각 막 손상을 방지에 적용 됩니다. 1. 장비 설치 플랫폼, 난방 초음파 기계를 켜고 젤 따뜻한 (그림 1). 초음파 프로그램을 엽니다. 연구 정보 등 연구 이름 및 마우스 정보를 입력 합니다. Isoflurane 기화 기 및 O2 탱크를 확인 합니다. 콘텐츠 낮은 경우 채우기 isoflurane 기화 및/또는 새로운 O2 탱크에 대 한 교환. 마 취 유도 챔버와 원뿔 필터 청소를 연결 합니다. 유도 챔버에 대 한 분기를 엽니다. O2 탱크를 켭니다. 설정 O2 와 isoflurane 손잡이 1 L/min을 0 %vol / vol, 마 취 기화 각각, O2와 챔버를 채우기 위해. 2입니다. 마우스의 준비 O2에 마우스를 놓고-마 취로 인해 원치 않는 심장 혈관 변화를 최소화 하기 위해 유도 챔버를 가득. Isoflurane 기화 (1.5%-2.5 %vol / vol)을 켭니다. 뒷 다리 철수 반사의 부재를 확인 합니다. 상공에서 마우스를 제거 하 고 각 눈에서 한 방울 살 균 안과 윤활제의 장소. 코 콘 진단트리로 이동 마 취 고 유도 약 실에 흐름을 닫습니다. 하다는 마우스 dorsally 난방 플랫폼에 마 취 코 콘에 코. 가슴 또는 복 부, 면봉을 사용 하 여 depilatory 크림을 적용 합니다. 자극을 피하기 위해 depilatory 크림의 양을 최소화 합니다. 1 분 동안 기다려와 다음, 부드럽게 닦아 모든 크림과 머리. 따뜻한 물으로 영역을 관개 하 고 완전히 제거 하는 크림 건조 닦아냅니다. 각 4 개의 구리 점 젤 플랫폼에 지도 한다. (아래 손바닥) 아래로 심전도 (ECG) 신호에 대 한 리드 각 발 패드 테이프. 이 심전도 및 호흡 생리학 취 하는 동안 마우스의 제공할 것입니다. 심장 박동 450-550 박동/min 사이 인지 확인 합니다. 때문에 마 취에 영향을 미치는 대동맥 직경을 변경할 수 있습니다, 심장 기능, 심장 박동은 적절 한 범위에서 되도록 마 취의 배달 속도 조정 합니다. Prewarmed 초음파 젤 준비 사이트에 적용 됩니다. 소유자에 프로브를 연결 합니다. 최적의 검색을 위해 플랫폼을 회전 및 프로브 초음파 젤 접촉 될 때까지. 3. 흉부 대동맥의 이미징 플랫폼에서 마우스의 왼쪽을 아래로 기울기. 마우스의 흉 골 (그림 2A)의 오른쪽 가장자리에 프로브를 넣어. Caudally 동양 프로브에 참조 마커.참고: 프로브에 참조 마커 조사 방향을 나타내고 초음파 시스템 (그림 2A D)의 모니터에 메이커와 일치. 마커의 모양 각 초음파 시스템에 따라 다릅니다. 흉부 대동맥에 컬러 도플러를 사용 하 여 혈액 흐름을 확인. 대동맥을 명확 하 게 표시를 단계 및 조사 각도 조정 (그림 3A, B).참고: Innominate 및 폐 동맥 및 대동맥 밸브 오른쪽 parasternal 긴 축 보기에 대 한 해부학 적 랜드마크에 대 한 사용할 수 있습니다. 따라서이 보기에서 대동맥 이미지 한 프레임 (그림 3A) innominate 및 폐 동맥 및 대동맥 밸브를 포함할 수 있습니다. 한 검사, 대동맥 팽창 등 tortuosity, 대동맥 병 리 때문에 전체 오름차순 대동맥을 포착 하기 어려운 경우 이미지 별도로 캡처할 수 해야 합니다. 분리 된 이미지 때문에 대동맥 측정의 과소를 일으킬 가능성이, 무대 및 검색의 좋은 위치 하는 것이 필요 합니다. 오른쪽 parasternal 긴 축 보기 전체 오름차순 대동맥 (그림 3C) 이미징 최적입니다. 그러나, 그것은 종종이 보기 aneurysmal aortas에서 특히 대동맥 공동 캡처 어렵다입니다. 이 뷰는 한 프레임 (그림 3C) 대동맥 아치를 캡처할 수 없습니다 비록 왼쪽된 parasternal 긴 축 보기는 대체 접근 방식으로 인접 오름차순 대동맥을 대동맥 루트에서 캡처 수 있습니다. 왼쪽된 parasternal 긴 축 보기에 대 한 조사 (그림 2B) 흉 골의 왼쪽된 가장자리 위에 놓습니다. 무대는 플랫 또는 마우스의 오른쪽을 약간 기울이면. 오른쪽 parasternal 긴 축 보기와 같은 방식으로 절차의 다른 단계를 수행 하십시오. 이러한 프로브 위치의 장단점은 표 2에 설명 되어 있습니다. 대동맥 이미지 중 오른쪽 또는 왼쪽 parasternal 긴 축 보기에서 지속적으로 캡처할 수 해야 합니다. 이미지 깊이 폭을 위해 손잡이 사용 하 여 프레임 속도를 초음파 이미지 자르기. 초점 깊이 대 한 노브를 사용 하 여 오름차순 대동맥의 등 쪽 측에 초점 깊이 변경 합니다. 초음파 매개 변수를 확인 합니다. 이 프로토콜에 대 한 초음파 설정은 표 1에 설명 되어 있습니다. 이동 프로브 부드럽게, 가장 큰 가능한 직경을 가진 경도 대동맥 이미지는 X 축 및 Y 축 스테이지 손잡이 사용 하 여. 한 씨 네 루프를 저장 합니다. 4. 복 부 대동맥의 이미징 흉 골 및 칼 과정 (그림 2C) 바로 아래 transversely, 프로브를 배치 합니다. 프로브에 참조 마커 마우스의 오른쪽 얼굴을 한다. 복 부 대동맥 열 등 한 베 나 정 맥 또는 문맥 (그림 3D) 옆 위치 한다. 컬러 도플러 타악기 흐름을 확인 하기 위해 복 부 대동맥을 시각화.참고: 도플러 각도 혈액의 흐름에 수직, 색 도플러 신호는 대동맥에 표시 되지 않습니다. 색 도플러 영상, 뿐만 아니라 복 부 대동맥 프로브를 약간 눌러 베 나 정 맥 및 문맥에서 구별 수 있습니다. 베 나 정 맥 및 문맥은 대동맥의 patency 유지 하면서 압축할 수 있는. 프레임 속도를 초음파 이미지 자르기. 복 부 대동맥의 후부 벽에 초점 깊이 변경 합니다. 프로브 caudally 시각화 복 강 및 우수한 mesenteric 동맥의 분기 포인트를 이동 합니다. 오른쪽 신장 동맥을 찾아서 랜드마크로 그것을 사용 하 여.참고: 복 부 대동맥 동맥 류는 대동맥 tortuosity로 이어질 수 있습니다, 이후 복 부 대동맥을 이루면서 이미지를 조사 각도 조정 합니다. 내부 통제에 대 한 오른쪽 신장 브랜치 포인트에의 한 이미지를 캡처할 수 해야 합니다. 복 부 대동맥 (그림 3D, E)에서 최대 팽창 보여주는 관심 영역의 씨 네 루프를 캡처하십시오.참고: 대동맥 동맥 류의 지역화 각 동물 모델에 따라 다릅니다. Angiotensin II 유발 쥐에 대동맥 팽창 CaCl2 또는 elastase infrarenal 쥐에서 대동맥에서 대동맥 동맥 류를 유도 하는 동안 suprarenal 대동맥에서 주로 발생 합니다. 5. postscanning 마우스 관리 및 정리 초음파 젤을 닦아, 가슴 또는 복 부에 따뜻한 물으로 관개 하 고 부드럽게 마우스 닦아 건조. 생리대에는 케이지를 마우스를 반환 합니다. O2 탱크 및 isoflurane 기화를 해제 합니다. 리필은 기화 isoflurane 수준이 낮은 경우. 초음파 기계, 프로브, 부드러운 천으로와 이소프로필 알코올 플랫폼 청소 또는 글 지워 버리고. 스캔 하는 동안 수집 된 모든 파일을 다운로드 합니다. 초음파 기계를 해제. 그들은 마 취에서 회복 후에 동물 주택 룸에 쥐를 반환 합니다. 6입니다. 분석 흉부 대동맥 이미지의 분석 분석 소프트웨어를 출시 하 고 초음파 데이터를 엽니다. 분석 소프트웨어 (Vevo 실험실 3.0.0)의 예제 이미지 추가 그림 1에 표시 됩니다. (그림 4A, C, E, G 및 보충 그림 1) 씨 네 루프에서 측정 한 대동맥 초음파 이미지를 선택 합니다.참고: 이 프로토콜은 일반적으로 한 씨 네 루프 6 ~ 7 하트 비트를 감지. 대동맥 직경 systole와 심장 (그림 4A-G) 사이의 서로 다른 이기 때문에, 측정 심장 주기의 일정 단계에서 시험 될 필요가 있다. Systole는 T 파의 끝에 R 파에서 정의 됩니다. 일반적으로, T 파는 마우스 심전도에서 식별 하기가 어렵습니다. 따라서, systole에서 대동맥 직경 (그림 4나) 육안 검사에 의해 정의 된 생리 systole에서 측정 되어야 한다. 대동맥은 극대로 확장 때 심장 단계 midsystole 이어야 한다. 끝-심장 심전도 (그림 4나)의 R 파에 쉽게 정의 됩니다. 끝-심장에서 대동맥 측정은 심장 주기를 구별 하는 것의 관점에서 midsystole에 비해 간단 합니다. 대동맥 루멘의 중앙에 선을 그립니다. 이 센터 라인 측정 라인 대동맥 (그림 4B, D 및 보충 그림 1)에 수직이 되도록 사용 됩니다. 대동맥 공동 최대한 오름차순 대동맥 수준 (그림 4B, D 및 보충 그림 1)에서 내부 가장자리 luminal 내부 가장자리에서 센터 라인을 통해 수직 라인을 그립니다. 적어도 3 개의 별도 하트 비트에 대동맥 직경을 측정 하 고 측정의 평균을 계산.참고: Vevo2100 시스템 Vevo 실험실 분석 소프트웨어를 사용 하 여 대동맥 치수의 측정. 각 버튼에 대 한 간략 한 설명이 아래와 같습니다. 측정 모드 (보충 그림 1A): 대동맥 측정을 위해이 모드를 선택 해야 합니다. 씨 네 루프 (보충 그림 1B)의 슬라이더:이 슬라이더를 사용 하 여 초음파 프레임을 선택. 추적 거리 (보충 그림 1C): 센터 라인이이 기능으로 그려집니다. 선형 거리 (보충 그림 1D): 대동맥 차원이이 함수를 사용 하 여 측정 됩니다. 복 부 대동맥 이미지의 분석 분석 소프트웨어를 출시 하 고 초음파 데이터를 엽니다. (그림 4E, G)에 네 루프에서 분석용 대동맥 이미지를 선택 합니다.참고: 흉부 대동맥 측정 마찬가지로 심장 주기 수에 영향을 복 부 대동맥 직경 및 지역. 측정 심장 주기의 일정 단계에서 결정 되어야 합니다. 배 루멘 (그림 4F, H)의 안쪽 가장자리를 안쪽 가장자리에서 가장 큰 luminal 직경에서 선을 그립니다. (그림 4F, H) luminal 영역에 대 한 대동맥 루멘의 안쪽 가장자리를 추적 합니다. 취득 세 별도 하트 비트 최소한 대동맥 측정 하 고 데이터의 평균을 계산 합니다.

Representative Results

Nonaneurysmal 근 흉부 및 복 부 대동맥의 대표적인 초음파 이미지는 각각 그림 3A 와C, 그림 3나와 있습니다. 오름차순 대동맥 폐 동맥 옆에 위치 하 고 아치 지역에 3 개의 지사와 함께 구부러진된 튜브 형태: innominate 동맥, 좌 일반 경 동맥 및 왼쪽된 하 동맥 (그림 3A). 복 부 대동맥 (그림 3D) 열 등 한 베 나 정 맥에 dorsally 감지 됩니다. 그림 3A 와 그림 3D, 정상적인 직경에 비해 깊은 dilations와 흉부 및 복 부 대동맥 동맥 류의 대표 이미지 그림 3B 와 그림 3에 나와 있습니다. H, 각각. 모든 초음파 이미지 끝-심장에 점령 되었다. 대표 흉부 및 복 부 대동맥 초음파 이미지 midsystole 및 끝-심장 (그림 4A, C, E, G)에 점령 되었다. 그림 4B, D, F, H대표 이미지 측정을 보여주는 표시 됩니다. 오름차순 대동맥의 중앙에 녹색 선 대동맥 공동 표준화 하 고 오름차순 대동맥 직경 (그림 4B, D) 사용 되었다. 라인 대동맥 공동 (노란색 선)에서 루멘의 두 내부 모서리와 최대한 오름차순 대동맥 직경 (레드 라인) 사이 녹색 라인에 수직으로 당겨 졌다. 흉부 및 복 부 aortas의 luminal 직경 systole와 심장 (그림 4A H) 사이 달랐다. 복 부 대동맥, 최대한 대동맥 직경 (빨간색)에 대 한 luminal 영역 (녹색) 했다 (그림 4F, H)를 측정. 모니터 심전도의 대표 이미지는 그림 4나에 표시 됩니다. 심장 주기는 정확한 측정을 위해 고려 될 필요가 있다. 끝-심장 및 systole 각각 흰색 점선 및 분홍색 선으로 표시 됩니다. 정확성과 재현성이이 프로토콜의 유효성을 검사 하려면 우리 파일럿 연구 수행. 대표 흉부 대동맥 초음파 및 전 비보 이미지는 그림 5에 표시 됩니다. 오름차순 대동맥 직경에 대 한 이러한 이미지 사이 측정 하는 직경에서 큰 차이가 없었다 (초음파: 비보 전 대 1.67 m m: 1.65 m m). 때문에 대동맥 공동 전에 볼 어려웠다 비보 전 비보 이미지, 대동맥 구멍 직경 측정 하지 했다. 이 프로토콜의 간-및 intraobserver 재현성 그림 5B, C에나와 있습니다. 잠재적인 variabilities를 확인 하려면 초음파 이미징 수행한 하지 두 관찰자에 의해 독립적으로, 즉 경험 있는 심장 및 배우는이 기술, 두 개의 다른 일에 동일한 마우스 (nonexperienced 학부 학생 n = 5). 모든 점 들에서 그림 5B, C, 주요 간 나타내는 평균 ± 1.96 SD 사이 했다-또는이 프로토콜에 대 한 intraobserver variabilities. 그림 1 : 워크스테이션 설치. 워크스테이션에는 마 취, 마 취 청소 필터, 온수 플랫폼, 초음파 젤, 그리고 따뜻한 젤의 유도 챔버를 포함 됩니다. 이 그림의 더 큰 버전을 보려면 여기를 클릭 하십시오.  그림 2 : 근 흉부 및 복 부 대동맥 이미징 프로브 배치의 예. 프로브 (A) 오른쪽에 대 한 배치 및 (B) 는 대동맥 루트, 상승 및 아치 지역, 및 (C) 복 부 대동맥의 짧은 축 보기의 왼쪽된 parasternal 긴 축 보기. 초음파 시스템의 (D) A 대표 모니터 이미지. 검은색 화살표는 프로브에 참조 마커를 나타냅니다. 노란색 화살표 참조 표시자의 측면을 나타냅니다. 이 그림의 더 큰 버전을 보려면 여기를 클릭 하십시오.  그림 3 : 흉부 및 복 부 대동맥의 대표적인 초음파 이미지. Nonaneurysmal (A)와 (B) aneurysmal 오름차순 대동맥, 오른쪽 parasternal 긴 축 보기에서. (C) Nonaneurysmal 오름차순 대동맥, 왼쪽된 parasternal 긴 축 보기에서. (D) Nonaneurysmal 및 (전자) aneurysmal 복 부 대동맥. Asc Ao = 오름차순 대동맥, IA innominate 동맥, LCA = = 왼쪽된 일반적인 경 동맥, LSA 왼쪽된 하 동맥, PA = = 폐 동맥, 부 비 동 대동맥 공동, IVC = = 열 등 한 베 나 정 맥, 그리고 Abd Ao = 복 부 대동맥. 노란색 삼각형 표시 대동맥 동맥 류. 이 그림의 더 큰 버전을 보려면 여기를 클릭 하십시오.  그림 4 : 대동맥 이미지의 측정. (A에서 캡처한 흉부 대동맥의 이미지) midsystole 및 (C) 끝-심장. 이미지 대동맥 직경의 측정에서에서 보여주는 근 흉부 대동맥 지역 (B) 동안 midsystole 및 (D) 심장. 녹색 선 오름차순 대동맥의 중심을 나타냅니다. 노란색, 빨간색 선은 각각 대동맥 공동 오름차순 대동맥의 직경을 나타냅니다. 노란색과 붉은 색 숫자 각각 대동맥 공동 오름차순 대동맥의 실제 직경을 나타냅니다. 복 부 대동맥의 이미지 캡처한 (E)에 midsystole (G) 끝-심장. Midsystole (F) 동안 suprarenal 대동맥의 측정을 보여주는 이미지 및 (H) 끝-심장. 빨간색과 녹색 라인 직경 및 복 부 대동맥의 luminal 영역 각각 나타냅니다. 빨간색과 녹색 색상 숫자 실제 직경을 표시 되며 복 부 대동맥의 각각. (나) 모니터 심전도 (ECG) 이미지 인수 동안 기록. 녹색과 노란색 라인 심전도 및 호흡 주기를 각각 나타냅니다. 흰색 점선 표시 끝-심장, 그리고 보라색 라인 systole을 나타냅니다. P = P 파와 R = R 파. 이 그림의 더 큰 버전을 보려면 여기를 클릭 하십시오.  그림 5 : 정확도 및 초음파 영상의 재현성. (A) 대표 이미지 흉부 대동맥 초음파의 그리고 vivo 이미지 C57BL/6J 남성 쥐 (10-12 주 이전)에 전. 영-알트 플롯 표시 (B) 인터-그리고이 프로토콜의 (C) intraobserver variabilities. Asc Ao = 오름차순 대동맥, IA innominate 동맥, LCA = = 왼쪽된 일반적인 경 동맥, LSA 왼쪽된 하 동맥, 펜 실바 니 아 = = 폐 동맥, 및 부 비 동 대동맥 공동 =. 녹색 선 오름차순 대동맥의 중심을 나타냅니다. 노란색, 빨간색 선은 각각 대동맥 공동 오름차순 대동맥의 직경을 나타냅니다. 붉은 색 숫자 오름차순 대동맥 초음파와 ex vivo 이미지 측정의 실제 직경을 나타냅니다. 검은 점선 표시 의미 하 고 평균 ± 1.96 sd. 이 그림의 더 큰 버전을 보려면 여기를 클릭 하십시오.  보충 그림 1: 초음파 분석 소프트웨어의 예제 이미지. 초음파 데이터 분석 (A) 측정 모드에서 수행 되어야 합니다. 1 대동맥 초음파 이미지 (B) 씨 네 루프의 슬라이더를 사용 하 여 씨 네 루프에서 분석을 위해 선택 됩니다. 센터 라인 (C) 추적된 거리 함수를 사용 하 여 그려집니다. 대동맥 차원 (D) 선형 거리 함수에 의해 측정 됩니다. 이 그림의 더 큰 버전을 보려면 여기를 클릭 하십시오.

Discussion

이 프로토콜에서는 높은 주파수 초음파 시스템을 사용 하 여 마우스에서 흉부 및 복 부 대동맥의 이미지 수집에 대 한 기술 가이드. 초음파 대동맥 이미징 근 흉부 대동맥에 특히 프로브 위치 및 심장 주기, 대동맥 측정의 정확도 손상 시킬 수 있습니다, 같은 잠재적인 confounders, 있다. 이 프로토콜 대동맥 크기를 정확 하 게 측정 하기 위해 자세한 지침 및 이미지 수집, 측정 및 데이터 분석을 위한 전략을 설명 합니다.

근 흉부 대동맥, 이미징에 대 한 배치를 여러 접근이 있다. 그림 2A 에 표시 된 오른쪽 parasternal 긴 축 볼 초음파 이미징이 프로토콜에 사용 되었다. 이 보기는 대동맥 아치 부분을 대동맥 공동에서 높은-품질의 이미지의 수집을 촉진 한다. 그것은 하강 대동맥에 대 한 최적의 초음파의 간섭 때문 에입니다. 그들은 전시에 오름차순 대동맥 대동맥 루트에서 주로 luminal 팽창 하기 때문에이 프로토콜의 흉부 대동맥 동맥 류 대부분 마우스 모델에 적용 됩니다. 만성 angiotensin II 주입을 쥐18,19,20,21,,2223의 오름차순 대동맥에서 동맥 류 형성 되도록 포함 됩니다. Marfan 증후군의 모델 마우스 (fibrillin 1C1041G / + , fibrillin 1mgR/mgR 마우스) 대동맥 루트와 오름차순 대동맥 팽창23,,2425. 또한 대동맥 루트에 오름차순 대동맥18,,2627,28 동맥을 개발 하는 Loeys Dietz 증후군 마우스 모델 (1 또는 2 평활 근 세포에서 TGF-β 수용 체의 출생 후 삭제) . 따라서, 바로 parasternal 긴 축 보기는 이러한 마우스 모델 흉부 대동맥 동맥 류의 대동맥 영상에 적합 합니다. 다른 한편으로, 바로 parasternal 짧은 축 보기 잡으려고 대동맥 이미지 대각선 동맥 류는 대동맥 tortuosity, 직경의 과대평가 발생할 수 있습니다 종종 복잡 하기 때문에 가능성이 있다. 흉부 대동맥과 달리 짧은 축 보기가이 프로토콜에서 복 부 대동맥의 이미징에 사용 되었다. 대동맥 곡률 및 tortuosity 흉부 대동맥에 비해 복 부 대동맥에서 겸손 한 이후, 짧은 축 보기에서 이미지의 수집 대동맥 직경의 underestimations을 살펴볼. 그것은 중요 한 메모는 다른 조사 위치 다른 보기 각도 제공 하 고 대동맥 직경 각 보기 각도에 다를 수 있습니다. 따라서, 신뢰할 수 있는 대동맥 직경 측정 연구 내의 모든 이미지에 대 한 동일한 프로브 위치를 적용 하 여 향상 되었습니다. 흥미롭게도, 3 차원 (3D) 초음파 심장 및 대동맥의 이미지 되었습니다 보고 최근29,30,,3132. 또한, 현재 초음파 시스템 4 차원 이미지33시간이 지남에 3 차원 이미지를 얻을 수 있습니다. 따라서, 이러한 3D 이미징 기술을 프로브 포지셔닝의 문제를 해결할 수 있는 대동맥 구조를 보다 정확 하 게 보여 주기 위해 가능성이 있다.

2D 밝기 모드 (B-모드) 또는 1 차원 모션 모드 (M 모드)에서 초음파 이미지를 캡처할 수 있습니다. 일부 기사는 대동맥 직경의 측정에 대 한 M 모드를 사용 하 고, B 모드는 바람직15,,3435,36. M 모드는 시간적, 공간적 해상도 높이기 위해 2 차원에서 이미지 용량이 있다. 그러나,이 모드는 대동맥 동심 실린더 수직 초음파 파도에 몇 군데 되는 가정에 의존 합니다. 이 가정 수 있습니다 하지 aneurysmal 상태에 진정한 보유 하 고 오름차순 대동맥의 곡률 어려운이, nonaneurysmal 상태에도. 또한, 대동맥 심장 주기37전체 고정된 위치에 남아 있지 않는다. 따라서, M-모드 측정 오류, 오버-및 underestimations를 포함 하 여 발생할 수 있습니다.

그것은 또한 중요 심장 사이클에 영향을 주는 대동맥에서 luminal 직경입니다. 예상 했던 대로, systole에 대동맥 직경 보다 큽니다 (그림 4A H), 심장에 관련 된 대동맥 벽의 탄력과 긴장. Systole와 심장 대동맥 직경의 차이에서 대동맥 벽의 탄력과 긴장을 계산할 수 있습니다. 탄력과 긴장 정상 aortas31,34,35,38,,3940에 비해 aneurysmal aortas에서 감소 됩니다. 대동맥 경직 초음파에 의해 직접 측정 될 수 없습니다. 펄스 파 속도 측정 (PWV) aneurysmal aortas31,35,,4142에 증가 되기 위하여 보고 되는 프록시는 강성을 평가할 수 있다. PWV 펄스 파 도플러 이미지와 그들의 해당 거리를 사용 하 여 두 동맥 사이트 간의 운송 시간으로 계산 됩니다. 비교 임상 시험, 달리 대동맥 직경에 대 한 쥐의 대동맥 측정을 위해 심장 위상 측면에서 더 엄격한 표준화가입니다. 따라서, 그것은 하지 아직 불분명 어떤 심장 단계 대동맥 측정에 적합입니다. 그러나, 안정적이 고 재현 가능한 비교를 보장 하기 위해, 대동맥 직경 심장 주기의 정의 단계에서 측정 되어야 한다.

이 프로토콜 대동맥 크기를 정확 하 게 측정 하기 위해 대동맥 이미징 및 데이터 분석에 대 한 자세한 지침을 제공 합니다. 이 프로토콜을 사용 하 여 대동맥 측정 ex vivo 대동맥 직경 (그림 5A) 실제와 일치 했다. 우리는 또한 간의 대해 확인-및 intraobserver 재현성 (그림 5B, C). 특히 조사 위치 및 심장 주기,이 프로토콜의 모든 단계는 정확한 측정을 위해 필요. 그러나, 적절 한 절차를 사용 하는 경우에 초음파 이미징 동안 유물 불가피 하지 않습니다. 갈비뼈와 폐, 호흡 및 심장 맥 박의 위치 흉부 대동맥의 이미지 품질에 영향을 수 있습니다. 장내 가스는 복 부 영상에서 아티팩트를 발생할 수 있습니다. 따라서, 가난한 대동맥 이미지의 경우이 프로토콜을 따르는 때 제외 기준을 정의 하는 것이 좋습니다.

고해상도 초음파 시스템의 도래와 함께 쥐의 대동맥 구조 수 검사 절묘 한 세부 사항에, 연속적으로 그리고 전통적으로, 매우 대동맥 동맥 류의 이해에 기여. 위에서 설명한 대로 프로토콜 초음파 이미징 쥐의 대동맥 동맥 류 측정에 대 한 안정적이 고 재현 가능한 비 침 투 적인 접근 이다.

Divulgations

The authors have nothing to disclose.

Acknowledgements

국가 심 혼, 폐, 저자의 연구 작업 지원 했다 고 수상에서 국립 보건원의 혈액 연구소 혈관 질환 (18SFRN33960001)에 R01HL133723 및 R01HL139748와 미국 심장 협회 SFRN 번호. 호 성 아 박사 친목 (18POST33990468)에 의해 지원 됩니다. 제는 NCATS UL1TR001998에 의해 지원 됩니다. 이 원고 내용은 전적으로 저자의 책임 이며 반드시 국립 보건원의 공식 의견을 대표 하지 않는다.

Materials

Name of Reagent
Isothesia (Isoflurane) Henry Schin NDC11695-6776-2 Anesthetic Agent
Omnicon F/Air Anesthesia Gas Filter Canister A.M. Bickford Inc. 80120 Scavenging System for Anesthesia
Puralube Vet Ointment Dechra NDC17033-211-38 Lubricating Eye Drops
Aquasonic  Parker Laboratories 01-08 Ultrasound Gel
Nair Nair Depilliating Cream
Transeptic Transducer Cleaning Solution Parker Laboratories 341-09-25 Cleaning spray for probes
Name of Equipment
Vevo 2100 VisualSonics Vevo 2100 Ultrasound Machine
Vevo LAB 3.0.0 VisualSonics Vevo LAB 3.0.0 Ultrasound Analysis Software
MS-550D VisualSonics MS-550D Ultrasound Probe
EX3 Vaporizer Patterson Veterinary EX 3 Analogue Anestheic Vaporizer
Heating Pad Sunbeam E12107 Heating Pad
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References

  1. Hiratzka, L. F., et al. 2010 ACCF/AHA/AATS/ACR/ASA/SCA/SCAI/SIR/STS/SVM guidelines for the diagnosis and management of patients with Thoracic Aortic Disease: a report of the American College of Cardiology Foundation/American Heart Association Task Force on Practice Guidelines, American Association for Thoracic Surgery, American College of Radiology, American Stroke Association, Society of Cardiovascular Anesthesiologists, Society for Cardiovascular Angiography and Interventions, Society of Interventional Radiology, Society of Thoracic Surgeons, and Society for Vascular Medicine. Circulation. 121 (13), 266-369 (2010).
  2. Robinet, P., et al. Consideration of Sex Differences in Design and Reporting of Experimental Arterial Pathology Studies-Statement From ATVB Council. Arteriosclerosis, Thrombosis, and Vascular Biology. 38 (2), 292-303 (2018).
  3. Wanhainen, A., Mani, K., Golledge, J. Surrogate Markers of Abdominal Aortic Aneurysm Progression. Arteriosclerosis, Thrombosis, and Vascular Biology. 36 (2), 236-244 (2016).
  4. Lu, H., Daugherty, A. Aortic Aneurysms. Arteriosclerosis, Thrombosis, and Vascular Biology. 37 (6), 59-65 (2017).
  5. Angelov, S. N., Zhu, J., Dichek, D. A. New Mouse Model of Abdominal Aortic Aneurysm: Put Out to Expand. Arteriosclerosis, Thrombosis, and Vascular Biology. 37 (11), 1990-1993 (2017).
  6. Daugherty, A., Manning, M. W., Cassis, L. A. Angiotensin II promotes atherosclerotic lesions and aneurysms in apolipoprotein E-deficient mice. The Journal of Clinical Investigation. 105 (11), 1605-1612 (2000).
  7. Kanematsu, Y., et al. Pharmacologically induced thoracic and abdominal aortic aneurysms in mice. Hypertension. 55 (5), 1267-1274 (2010).
  8. Longo, G. M., et al. Matrix metalloproteinases 2 and 9 work in concert to produce aortic aneurysms. The Journal of Clinical Investigation. 110 (5), 625-632 (2002).
  9. Pyo, R., et al. Targeted gene disruption of matrix metalloproteinase-9 (gelatinase B) suppresses development of experimental abdominal aortic aneurysms. The Journal of Clinical Investigation. 105 (11), 1641-1649 (2000).
  10. Raffort, J., et al. Monocytes and macrophages in abdominal aortic aneurysm. Nature Reviews Cardiology. 14 (8), 457-471 (2017).
  11. Senemaud, J., et al. Translational Relevance and Recent Advances of Animal Models of Abdominal Aortic Aneurysm. Arteriosclerosis, Thrombosis, and Vascular Biology. 37 (3), 401-410 (2017).
  12. Wilson, N. K., Gould, R. A., Gallo MacFarlane, E., Consortium, M. L. Pathophysiology of aortic aneurysm: insights from human genetics and mouse models. Pharmacogenomics. 17 (18), 2071-2080 (2016).
  13. Adam, M., et al. Systemic Upregulation of IL-10 (Interleukin-10) Using a Nonimmunogenic Vector Reduces Growth and Rate of Dissecting Abdominal Aortic Aneurysm. Arteriosclerosis, Thrombosis, and Vascular Biology. 38 (8), 1796-1805 (2018).
  14. Barisione, C., et al. Rapid dilation of the abdominal aorta during infusion of angiotensin II detected by noninvasive high-frequency ultrasonography. Journal of Vascular Surgery. 44 (2), 372-376 (2006).
  15. Trachet, B., et al. Ascending Aortic Aneurysm in Angiotensin II-Infused Mice: Formation, Progression, and the Role of Focal Dissections. Arteriosclerosis, Thrombosis, and Vascular Biology. 36 (4), 673-681 (2016).
  16. Sawada, H., et al. Heterogeneity of aortic smooth muscle cells: A determinant for regional characteristics of thoracic aortic aneurysms. Journal of Translational Internal Medicine. 6 (3), 93-96 (2018).
  17. Davis, F. M., et al. Smooth muscle cell deletion of low-density lipoprotein receptor-related protein 1 augments angiotensin II-induced superior mesenteric arterial and ascending aortic aneurysms. Arteriosclerosis, Thrombosis, and Vascular Biology. 35 (1), 155-162 (2015).
  18. Angelov, S. N., et al. TGF-beta (Transforming Growth Factor-beta) Signaling Protects the Thoracic and Abdominal Aorta From Angiotensin II-Induced Pathology by Distinct Mechanisms. Arteriosclerosis, Thrombosis, and Vascular Biology. 37 (11), 2102-2113 (2017).
  19. Daugherty, A., et al. Angiotensin II infusion promotes ascending aortic aneurysms: attenuation by CCR2 deficiency in apoE-/- mice. Clinical Science. 118 (11), 681-689 (2010).
  20. Fava, M., et al. Role of ADAMTS-5 in Aortic Dilatation and Extracellular Matrix Remodeling. Arteriosclerosis, Thrombosis, and Vascular Biology. 38 (7), 1537-1548 (2018).
  21. Rateri, D. L., et al. Angiotensin II induces region-specific medial disruption during evolution of ascending aortic aneurysms. The American Journal of Pathology. 184 (9), 2586-2595 (2014).
  22. Huang, X., et al. MicroRNA-21 Knockout Exacerbates Angiotensin II-Induced Thoracic Aortic Aneurysm and Dissection in Mice With Abnormal Transforming Growth Factor-beta-SMAD3 Signaling. Arteriosclerosis, Thrombosis, and Vascular Biology. 38 (5), 1086-1101 (2018).
  23. Galatioto, J., et al. Cell Type-Specific Contributions of the Angiotensin II Type 1a Receptor to Aorta Homeostasis and Aneurysmal Disease-Brief Report. Arteriosclerosis, Thrombosis, and Vascular Biology. 38 (3), 588-591 (2018).
  24. Habashi, J. P., et al. Losartan, an AT1 antagonist, prevents aortic aneurysm in a mouse model of Marfan syndrome. Science. 312 (5770), 117-121 (2006).
  25. Hibender, S., et al. Resveratrol Inhibits Aortic Root Dilatation in the Fbn1C1039G/+ Marfan Mouse Model. Arteriosclerosis, Thrombosis, and Vascular Biology. 36 (8), 1618-1626 (2016).
  26. Hu, J. H., et al. Postnatal Deletion of the Type II Transforming Growth Factor-beta Receptor in Smooth Muscle Cells Causes Severe Aortopathy in Mice. Arteriosclerosis, Thrombosis, and Vascular Biology. 35 (12), 2647-2656 (2015).
  27. Li, W., et al. Tgfbr2 disruption in postnatal smooth muscle impairs aortic wall homeostasis. The Journal of Clinical Investigation. 124 (2), 755-767 (2014).
  28. Yang, P., et al. Smooth muscle cell-specific Tgfbr1 deficiency promotes aortic aneurysm formation by stimulating multiple signaling events. Scientific Reports. 6, 35444 (2016).
  29. Dawson, D., et al. Quantitative 3-dimensional echocardiography for accurate and rapid cardiac phenotype characterization in mice. Circulation. 110 (12), 1632-1637 (2004).
  30. Grune, J., et al. Evaluation of a commercial multi-dimensional echocardiography technique for ventricular volumetry in small animals. Cardiovascular Ultrasound. 16 (1), 10 (2018).
  31. Phillips, E. H., Di Achille, P., Bersi, M. R., Humphrey, J. D., Goergen, C. J. Multi-Modality Imaging Enables Detailed Hemodynamic Simulations in Dissecting Aneurysms in Mice. IEEE Transactions on Medical Imaging. 36 (6), 1297-1305 (2017).
  32. Soepriatna, A. H., Damen, F. W., Vlachos, P. P., Goergen, C. J. Cardiac and respiratory-gated volumetric murine ultrasound. The International Journal of Cardiovascular Imaging. 34 (5), 713-724 (2018).
  33. Vevo3100 – the ultimate preclinical imaging experience. FUJIFILM VisualSonic Inc Available from: https://www.visualsonics.com/product/imaging-systems/vevo-3100 (2018)
  34. Shen, M., et al. Divergent roles of matrix metalloproteinase 2 in pathogenesis of thoracic aortic aneurysm. Arteriosclerosis, Thrombosis, and Vascular Biology. 35 (4), 888-898 (2015).
  35. Trachet, B., et al. Performance comparison of ultrasound-based methods to assess aortic diameter and stiffness in normal and aneurysmal mice. PLoS One. 10 (5), 0129007 (2015).
  36. Wang, Y., et al. TGF-beta activity protects against inflammatory aortic aneurysm progression and complications in angiotensin II-infused mice. The Journal of Clinical Investigation. 120 (2), 422-432 (2010).
  37. Goergen, C. J., et al. In vivo quantification of murine aortic cyclic strain, motion, and curvature: implications for abdominal aortic aneurysm growth. Journal of Magnetic Resonance Imaging. 32 (4), 847-858 (2010).
  38. Ben-Zvi, D., et al. Local Application of Leptin Antagonist Attenuates Angiotensin II-Induced Ascending Aortic Aneurysm and Cardiac Remodeling. Journal of the American Heart Association. 5 (5), (2016).
  39. Goergen, C. J., et al. Influences of aortic motion and curvature on vessel expansion in murine experimental aneurysms. Arteriosclerosis, Thrombosis, and Vascular Biology. 31 (2), 270-279 (2011).
  40. Phillips, E. H., et al. Morphological and Biomechanical Differences in the Elastase and AngII apoE(-/-) Rodent Models of Abdominal Aortic Aneurysms. BioMed Research International. 2015, 413189 (2015).
  41. Di Lascio, N., Kusmic, C., Stea, F., Faita, F. Ultrasound-based Pulse Wave Velocity Evaluation in Mice. Journal of Visualized Experiments. (120), e54362 (2017).
  42. Lee, L., et al. Aortic and Cardiac Structure and Function Using High-Resolution Echocardiography and Optical Coherence Tomography in a Mouse Model of Marfan Syndrome. PLoS One. 11 (11), 0164778 (2016).

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Citer Cet Article
Sawada, H., Chen, J. Z., Wright, B. C., Moorleghen, J. J., Lu, H. S., Daugherty, A. Ultrasound Imaging of the Thoracic and Abdominal Aorta in Mice to Determine Aneurysm Dimensions. J. Vis. Exp. (145), e59013, doi:10.3791/59013 (2019).
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