הערכת אקו-קרדיולוגית של אנטומיה ותפקוד בחולדות למבוגרים
Summary
פרוטוקול לא פולשני להערכת האקו הקרדיולוגית של אנטומיה לב ותפקוד עבור חולדות מבוגרים מוצג במחקר הנוכחי. שסתומי הלב, כל ארבעת תאי הלב והאב-העורקים העולה, קשת אבי העורקים והאב-העורקים היורדים לומדים בפרוטרוט.
Abstract
השימוש במודלים של בעלי חיים ניסיוניים הופך להיות קריטי במדעי לב וכלי דם. רוב המחקרים באמצעות מודלים מכרסמים מתמקדים הדמיה דו מימדי לחקור את האנטומיה הלב של החדר השמאלי ואת הד במצב M כדי להעריך את מימדים. עם זאת, זה יכול להגביל מחקר מקיף. להלן, אנו מתארים פרוטוקול המאפשר הערכה של גודל חדר הלב, שמאל הפונקציה החדרית (סיסטולי ו דיאסטולי) ואת הפונקציה היצרות. מכונת אולטרה סאונד רפואי קונבנציונלי שימש פרוטוקול זה ותצוגות הד שונים הושגו דרך parasternal שמאל, פסגה ו suprasternal. בחלון שמאל parasternal, הציר הארוך והקצר נרכשו לנתח מידות קאמרית שמאל, החדר הימני מידות עורק הריאתי, ו צניפי, ריאתי ושסתום אבי העורקים פונקציה. החלון פסגה מאפשר את המדידה של מידות בתאי לב והערכה של הפרמטרים סיסטולי ו דיאסטולי. זה גם מאפשר הערכה דופלר עם גילוי וכימות של הפרעות שסתום הלב (אי-ספיקת או היצרות). חלקים שונים וקירות החדר השמאלי הם דמיינו לאורך כל התצוגות. לבסוף, אבי העורקים העולה, קשת אבי העורקים, ואת אבי העורקים בירידה ניתן לתמונה דרך החלון suprasternal. שילוב של הדמיה אולטרסאונד, זרימה דופלר ורקמות הערכה דופלר הושגו ללמוד מורפולוגיה לב ותפקוד. זה מייצג תרומה חשובה כדי לשפר את ההערכה של תפקוד הלב בחולדות למבוגרים עם השפעה על המחקר באמצעות אלה מודלים בעלי חיים.
Introduction
מחלות לב וכלי דם היא הגורם המוביל למוות באירופה, אחראי על יותר מ 4,000,000 שנים מקרי מוות, למרות ההתקדמות בטיפול, אבחון, וניטור כי יש תוצאות מטופלים שופרו בשנים האחרונות. אבולוציה טכנולוגית מהירה תרמה להתקדמות בטיפול בחולה לב וכלי דם. בתוך כלי אבחון אלה, תשומת לב מיוחדת שולמה להדמיה ביו-רפואית, המאפשרת הערכה אנאטומית ופונקציונלית באופן לא פולשני1,2,3. באופן דומה, הרפואה מועילה מהתוצאות של המחקר הביו-רפואי. מודלים בעלי חיים ניסיוניים שימושיים מאוד לבדיקת השערות הנגזרות מההגדרה הקלינית ולפיתוח טיפולים חדשניים4,5.
יש עניין הולך וגובר בשימוש באקוקרדיוגרפיה ככלי מחקר בדגמי בעלי חיים ניסיוניים, ומאפשר רכישת מדידות מרובות של בעל חיים יחיד במחקרים האורך. חשוב לציין כי ישנם כמה יתרונות בשימוש מוריין או מודלים מכרסמים. תקופת הילודה הקצרה, עלות נמוכה של רבייה ודיור, הידע של הגנום שלהם והאפשרות לפתח בעלי חיים טרנסגניים הם היתרונות העיקריים של מינים אלה, מה שהופך אותם אטרקטיבי ללמוד את המנגנונים המעורבים במחלות לב וכלי דם4,5,6,7,8,9. למרות מודלים עכברוש ועכבר להראות יתרונות דומים, חולדות הן הבחירה הקלאסית במחקרים וכלי דם בשל הממד הפיזי הגדול שלהם ואת קצב הלב התחתון המספק תמונות טובות יותר במחקרים האקוקרדיוגרפיה4,5,6,7,8,9,10.
אנו מתארים פרוטוקול הד באמצעות ציוד אולטרא סאונד רפואי קונבנציונאלי להערכת תאי לב ושסתומי לב (אנטומיה ותפקוד) באמצעות חולדות Wistar. זהו פרוטוקול תמציתי ומושלם לתמונות ולולאות בזמן קצר המאפשרות מדידות לא מקוונות, שניתן לבצע במועד מאוחר יותר כדי לשלב משתנים או מדידות חדשים לאורך זמן.
Protocol
Representative Results
Discussion
פרוטוקול זה מאפשר מחקר אקו-קרדיוגרפי מלא באמצעות ציוד אולטרא-סאונד רפואי קונבנציונאלי בדיקה בתדר גבוה בחולדות למבוגרים. זהו היבט חשוב של הפרוטוקול, כיוון שציוד אולטרסאונד המוקדש לבעלי חיים קטנים יקר וההשקעה אינה תמיד מוצדקת.
כמו מחקרים הדמיה אורכי דורשים הרדמה חוזרת, שילוב של medetomidine-מידעולם-פנטניל הוצע בפרוטוקול זה מאז הוא מתאים יותר לשימוש סדרתי כאשר לעומת isofלוריאן או תערובת של קטמין-xylazine, בחולדות Wistar. עם זאת, פרוטוקול האקו-קרדיוגרפי המוצע תואם לכל פרוטוקול הרדמה אחר16. כפי שמתואר, פרוטוקול האקו שלנו כולל הערכה של מספר פרמטרים המאפשרים זיהוי של שינויי לב אנאטום ופונקציונלי.
התמקדות האפיון האנטומי, ניתן להעריך את הממדים של כל תאי הלב ואת הדיאטזים שלהם, החדר השמאלי היפרפרס, ולאחר פיברוזיס או הסתיידות. בנוגע לתפקוד הלב, הסיסטולי השמאלית החדרית ואת תפקוד דיאסטולי הפונקציה הימנית החדרית ניתן לנתח1,3,4. כמו כן, אנטומיה ותפקוד של שסתום הלב הם נחקרו, באמצעות 2D-echo לאפיון אנטומי (זיהוי פיברוזיס, הסתיידות או הפתיחה חריגים) באמצעות דימות דופלר לאפיון פונקציונלי ואיתור של היצרות או regurgitations. צבע הדמיה דופלר מאפשר זיהוי של כיוון זרימה turbulences וגלי דופלר ספקטרלי לאפשר מדידות של מהירויות ומעברי צבע1,3.
איכות התמונה נאותה הושג כמעט כל חולדות (המשקל הקטן ביותר של 200 g), למרות בשל הבדלים בין-אישיים באנטומיה, תצוגות האקו-העין לא ניתן להשיג עם הגדרה זהה בדיוק בין חולדות, אשר עשויה להיות השפעה מדידות מימד החלל. יש 5% בתוך משקיף דיווח השונות על החדר השמאלי במצב M מדידות17. במיוחד, בעת שימוש M-Mode עבור מדידות חדרית שמאלי, המגבלות הבאות עשויות להתקיים: קשיים בקבלת זווית אנכית; כולל רק פלחי בסיס (וכתוצאה מכך מדידות לא מדויקות בנוכחות היפרפרס אסימטרית או בתפקוד סיסטולי של האזור); והנחות גיאומטריות (בהתחשב כי החדר השמאלי הוא אליפסואיד prosoid עם 2:1 ארוך/קצר ציר יחס התפלגות סימטרית של hypertrophy). כמו כן, הכללה של מדידות לקוביות עשוי להשפיע על דיוק, שכן אפילו שגיאה קטנה בממדים עלולה להוביל להערכת המסה1,3,10. גם בעת שימוש באמצעי אחסון ובשבר הפליטה המחושב על-ידי השיטה של סימפסון, ישנם חסרונות: הפיסגה מקוצרת לעתים קרובות; הנושרת אנדוקרדיאל יכולה להיות מוטה את המדידה והיא עיוורת לעיוות צורה שלא דמיינו בתוך התצוגה האפילית 4 ו-2-קאמרית1,3,10.
חשוב מכך, פרוטוקול זה מדגיש את השימוש במידות מתקדמות והערכות, כגון המתח השמאלי החדר ואת קצב הזנים, המשוער על ידי מעקב רבב כדי להשיג מידע מלא יותר על התנהגות סיבים שריר הלב1,3. עבור זן מדויק יותר הערכה קצב הזנים, אופטימיזציה של איכות התמונה, מקסימיציות של קצב המסגרות, ו מזעור הקודקוד הפיסגה נדרשים. מידות האורך הגלובלי של מידוול משמש כפי שהוא מסכים עם נתונים זמינים יותר שפורסמו, הוכח במחקרים קליניים מספר להיות חזקים לבין10. הלייזר החשמלי המשולב בציוד מאוד נוטה לחפצי-אמנות, שהוא אילוץ. גם, חשוב מאוד לציין כי מצב הלב תפקודית או הומודינמי של העכברוש יכול לסמוך על משתנים כגון טמפרטורה, לחץ דם וקצבהלב 4,5,6,7,8,9,13,14,17.
מאחר שהרזולוציה קשורה לתדר הבדיקה, התפתחויות עתידיות צפויות לפתח בתדירות גבוהה יותר בתדר וכתוצאה מכך רזולוציה גבוהה יותר והגדרת תמונה בהדמיה לא פולשנית וכלי דם בבעלי חיים קטנים, עם סוג זה של ציוד. סטנדרטיזציה של שיטות ומדידות נחשב קריטי בתחום זה של מחקר, להגיע לאבחנה מדויקת יותר האקו של מודלים החולדה הניסיונית וכתוצאה מכך הבנה טובה יותר של ביולוגיה מולקולרית של לב וכלי דם אנושיים חלות.
Divulgations
The authors have nothing to disclose.
Acknowledgements
ARSP ו-ATP נתמכים על ידי המלגות SFRH/BD/121684/2016 ו-SFRH/BPD/123181/2016, בהתאמה, מתוך השכרת התקן הטכנולוגיה e Tecnoלוגיה.
Materials
| 12S-RS Probe | GE Medical Systems | H44901AB | |
| Antisedan (5 mg/ml) | Esteve | P01B9003 | |
| EKG monitoring unit | GE Medical Systems | N/A | |
| Electrodes | FIAB | F9089/100 | |
| Fentanilo (0.05 mg/ml) | B.Braun | BB3644960 | |
| Flumazenilo (0.1 mg/ml) | Generis | MUEH5933080 | |
| Insuline Syringe 1ml | SOL M | 1612912 | |
| Lubrithal gel (10mg) | Dechra | NC519 | |
| Medetor (1 mg/ml) | Vibarc | P01B0308 | |
| Midazolan (5 mg/ml) | Labesfal | MUEH5506191 | |
| Shaver Razor AESCULAP Isis GT608 | Braun | 90200714 | |
| Small Animal Heated Pad 120volts | K&H Manufacturing inc. | 655199010608 | |
| Ultrasound Gel | Parker Laboratories | REF 01-08 | |
| Ultrasound machine | GE Medical Systems | VIVID T8 | |
| Underpads | Henry Schein | 900-8132 |
References
- Armstrong, W. F., Ryan, T. . Feigenbaum’s Echocardiography. , (2010).
- Douglas, P. S., et al. ACCF/ASE/ACEP/ASNC/SCAI/SCCT/SCMR 2007 appropriateness criteria for transthoracic and transesophageal echocardiography: a report of the American College of Cardiology Foundation Quality Strategic Directions Committee Appropriateness Criteria Working Group, American Society of Echocardiography, American College of Emergency Physicians, American Society of Nuclear Cardiology, Society for Cardiovascular Angiography and Interventions, Society of Cardiovascular Computed Tomography, and the Society for Cardiovascular Magnetic Resonance endorsed by the American College of Chest Physicians and the Society of Critical Care Medicine. Journal of the American College of Cardiology. 50 (2), 187-204 (2007).
- Otto, M. C. . Textbook of Clinical Echocardiography. , (2018).
- Liu, J., Rigel, D. F. Echocardiographic examination in rats and mice. Cardiovascular Genomics. Methods in Molecular Biology (Methods and Protocols). 573, 139-155 (2009).
- Ram, R., Mickelsen, D. M., Theodoropoulos, C., Blaxall, B. C. New approaches in small animal echocardiography: imaging the sounds of silence. American Jounal of Physiology- Heart and Circulatory Physiology. 301 (5), H1765-H1780 (2011).
- Aronsen, J. M., et al. Noninvasive stratification of postinfarction rats based on the degree of cardiac dysfunction using magnetic resonance imaging and echocardiography. American Jounal of Physiology – Heart and Circulatory Physiology. 312 (5), H932-H942 (2017).
- Forman, D. E., Cittadini, A., Azhar, G., Douglas, P. S., Wei, J. Y. Cardiac morphology and function in senescent rats: gender-related differences. Journal of the American College of Cardiology. 30 (7), 1872-1877 (1997).
- Walker, E. M., et al. Age-associated changes in hearts of male Fischer 344/Brown Norway F1 rats. Annals Of Clinical And Laboratory Science. 36 (4), 427-438 (2006).
- Watson, L. E., Sheth, M., Denyer, R. F., Dostal, D. E. Baseline echocardiographic values for adult male rats. Journal of the American Society of Echocardiography. 17 (2), 161-167 (2004).
- Lang, R. M., et al. Recommendations for cardiac chamber quantification by echocardiography in adults: an update from the American Society of Echocardiography and the European Association of Cardiovascular Imaging. Journal of the American Society of Echocardiography. 28 (1), 1-39 (2015).
- Galderisi, M., et al. 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. European Heart Journal – Cardiovascular Imaging. 18 (12), 1301-1310 (2017).
- Nagueh, S. F., et al. 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. European Heart Journal – Cardiovascular Imaging. 29 (4), 277-314 (2016).
- Weytjens, C., et al. Doppler myocardial imaging in adult male rats: reference values and reproducibility of velocity and deformation parameters. European Journal of Echocardiography. 7 (6), 411-417 (2006).
- Scheer, P., et al. Basic values of M-mode echocardiographic parameters of the left ventricle in outbreed Wistar rats. Veterinarni Medicina. 57 (1), 42-52 (2012).
- Lancellotti, P., et al. Recommendations for the echocardiographic assessment of native valvular regurgitation: an executive summary from the European Association of Cardiovascular Imaging. European Heart Journal – Cardiovascular Imaging. 14 (7), 611-644 (2013).
- Albrecht, M., Henke, J., Tacke, S., Markert, M., Guth, B. 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. BMC Veterinary Research. 10, 310 (2014).
- Dragoi Galrinho, R., et al. New Echocardiographic Protocol for the Assessment of Experimental Myocardial Infarction in Rats. Maedica (Bucharest). 10 (2), 85-90 (2015).
