성인 쥐에서 심장 해부학 및 기능의 심초음파 평가
Summary
성인 쥐를 위한 심장 해부학 및 기능의 경피성 심초음파 평가를 위한 비침범성 프로토콜은 현재 연구 결과에서 제출됩니다. 심장 판막, 네 개의 심장 챔버 및 오름차순 대동맥, 대동맥 아치 및 내림차순 대동맥이 자세히 연구됩니다.
Abstract
실험동물 모델의 사용은 심혈관 과학에서 매우 중요해졌습니다. 설치류 모형을 사용하여 대부분의 연구 결과는 그것의 차원을 평가하기 위하여 좌심실 및 M 모드 에코의 심장 해부학을 공부하기 위하여 2 차원 화상 진찰에 집중됩니다. 그러나, 이 포괄적인 연구를 제한할 수 있습니다. 본 명세서에서, 우리는 심장 챔버 크기, 좌심실 기능(수축기 및 확장기) 및 발형 기능을 평가할 수 있는 프로토콜을 설명한다. 종래의 의료용 초음파 기계가 이 프로토콜에 사용되었고, 다른 에코 뷰는 좌측 파라스테날, 상피 및 상시 창을 통해 얻어졌다. 좌측 파라스테날 창에서, 길고 짧은 축은 좌측 약실 치수, 우심실 및 폐 동맥 치수, 및 승모판, 폐 및 대동맥 판막 기능을 분석하기 위하여 취득되었습니다. 정점 창은 심장 챔버 치수의 측정및 수축기 및 확장기 매개변수의 평가를 허용합니다. 또한 심장 판막 장애 (역류 또는 협착)의 검출 및 정량화로 도플러 평가를 할 수 있습니다. 좌심실의 다른 세그먼트와 벽은 모든 보기에 걸쳐 시각화됩니다. 마지막으로, 오름차순 대동맥, 대동맥 아치, 내림차순 대동맥은 상한 창을 통해 이미지화될 수 있다. 초음파 화상 진찰의 조합, 도플러 교류 및 조직 도플러 평가는 심장 형태및 기능을 공부하기 위하여 얻어졌습니다. 이것은 이 동물 모형을 사용하여 연구를 위한 충격을 가진 성인 쥐에 있는 심장 기능의 평가를 향상하기 위하여 중요한 기여를 나타냅니다.
Introduction
심혈관 질환은 최근 몇 년 동안 환자 결과를 개선한 치료, 진단 및 모니터링의 발전에도 불구하고 연간 4백만 명 이상의 사망을 담당하는 유럽의 주요 사망 원인입니다. 급속한 기술 발전은 심장 혈관 참을성 있는 배려에 있는 진도에 기여했습니다. 이러한 진단 도구 내에서, 특별한주의는 비 침습적 인 방법으로 해부학 및 기능 평가를 할 수있는 생체 의학 이미징에 지급되었습니다1,2,3. 마찬가지로, 의학은 생물 의학 연구의 결과에서 혜택을 누릴 수 있습니다. 실험동물 모델은 임상 적 환경에서 유래한 가설을 테스트하고 혁신적인치료법을개발하는 데 매우 유용하다4,5.
실험 동물 모델에서 연구 도구로 심초음파를 사용하는 것에 대한 관심이 증가하고 있으며, 세로 연구에서 단일 동물에서 여러 측정값을 수집할 수 있습니다. 뮤린 또는 설치류 모델을 사용할 때 몇 가지 장점이 있다는 점에 유의해야 합니다. 짧은 임신 기간, 사육 및 주택의 낮은 비용, 그들의 게놈의 지식과 형질 전환 동물을 개발할 수있는 가능성은 이러한 종의 주요 장점이며, 심혈관질환에관련된 메커니즘을 연구하는 것이 매력적입니다4,5,6,7,8,9. 쥐와 마우스 모델은 유사한 장점을 보여 주지만, 쥐는 심초음파 연구에서 더 나은 이미지를 제공하는 더 큰 물리적 치수와 낮은 심박수로 인해 심혈관 연구에서 고전적인 선택입니다4,5,6,7,8,9,10.
우리는 Wistar 쥐를 사용하여 심장 챔버와 심장 판막 (해부학 및 기능)을 평가하기 위해 기존의 의료 초음파 장비를 사용하여 심초음파 프로토콜을 설명합니다. 이는 짧은 시간 수집 이미지와 오프라인 측정을 허용하는 루프를 위한 간결하고 완벽한 프로토콜로, 나중에 시간이 지남에 따라 새로운 변수 또는 측정을 통합하도록 수정할 수 있습니다.
Protocol
Representative Results
Discussion
이 프로토콜은 기존의 의료 초음파 장비와 성인 쥐의 고주파 프로브를 사용하여 완전한 심초음파 연구를 할 수 있습니다. 이것은 프로토콜의 중요한 측면입니다, 작은 동물을 전용 초음파 장비는 비싸고 투자가 항상 정당화되지 않기 때문에.
종방향 이미징 연구는 반복마취를 필요로 하기 때문에, 위스타 래트에서 이소플루란 또는 케타민-자일라진의 혼합물과 비교할 때 직렬 사용에 더 적합하기 때문에 메데토미딘-미다졸람-펜타닐의 조합이 이 프로토콜에서 제안되었다. 그러나 제안된 심초음파 프로토콜은 다른 마취 프로토콜16과호환됩니다. 설명된 바와 같이, 우리의 심초음파 프로토콜은 해부학적 및 기능적 심장 변화를 식별할 수 있는 여러 매개 변수의 평가를 포함한다.
해부학 적 특성화에 초점을 맞추고 모든 심장 챔버의 치수와 팽창, 좌심실 비대, 발피 섬유증 또는 석회화를 평가할 수 있습니다. 심장 기능과 관련하여 좌심실 수축기 및 확장기 기능 및 우심실 수축기 기능을1,3,4로분석할 수 있습니다. 또한 심장 판막의 해부학 과 기능은 해부학 적 특성화 (섬유증, 석회화 또는 비정상적인 개구부 식별)에 2D 에코를 사용하고 도플러 이미징을 사용하여 협착 또는 역류의 기능적 특성화 및 검출을 연구합니다. 컬러 도플러 이미징을 사용하면 유동 방향및 난류를 감지할 수 있으며 스펙트럼 도플러 파는 속도 및 그라데이션1,3을측정할 수 있습니다.
해부학의 개별적인 차이로 인해 심초음파 뷰는 공동 차원 측정에 영향을 미칠 수 있는 쥐 간의 정확한 동일한 정의로 얻을 수 없지만 거의 모든 쥐(200g의 가장 작은 무게)에서 적절한 이미지 품질을 얻었습니다. 좌심실 M 모드 측정에 5% 인트라 옵저버 보고 가변성이있다 17. 특히 좌심실 측정에 M-Mode를 사용할 경우 수직 각도를 얻는 데 어려움이 있을 수 있습니다. 기저 세그먼트만 포함 (비대칭 비대칭 또는 지역 수축기 기능 장애의 존재시 부정확한 측정결과); 및 기하학적 가정 (좌심실이 2 : 1 긴 / 짧은 축 비율과 비대칭 분포를 가진 prolate 타원임을 고려). 또한, 입체 측정의 포함은 치수에 작은 오류도 과대 평가 질량1,3,10으로이어질 수 있기 때문에, 정확도에 영향을 미칠 수 있습니다 . 심슨의 방법에 의해 계산 된 볼륨과 배출 분율을 사용하는 경우에도 단점이 있습니다 : 정점은 자주 단축된다; 내분비 드롭아웃은 측정을 편향시킬 수 있으며, 4및 2 챔버 뷰1,3,10에서시각화되지 않은 왜곡을 형성하는 데 눈이 멀다.
중요한 것은, 이 프로토콜은 좌심실 균주 및 스펙클 추적에 의해 평가된 변형률과 같은 고급 측정 및 평가의 사용을 강조하여 심근 섬유 동작1,3에대한 보다 완전한 정보를 달성합니다. 보다 정확한 변형률 및 변형률 평가를 위해서는 이미지 품질 최적화, 프레임 속도 최대화 및 정점 단축의 최소화가 필요합니다. Midwall 글로벌 세로 균주는 더 많은 출판 가능한 데이터와 동의로 사용되며, 강력하고 재현 가능한 것으로 여러 임상 연구에서 표시되었습니다10. 장비에 통합된 심전도 모니터링은 제약조건인 아티팩트에 매우 취약합니다. 또한, 쥐의기능적 또는 혈역학적 심장 상태는 온도, 혈압 및 심박수4,5,6,7,8,9,13,14,17과같은 변수에 따라 달라질 수 있음을 명시하는 것이 매우 중요하다.
해상도는 프로브 주파수와 관련이 있기 때문에, 미래의 개발은 작은 동물의 비 침습적 심혈관 이미징에서 더 높은 주파수 프로브와 결과적으로 더 높은 해상도와 이미지 정의를 개발할 것으로 예상된다, 이러한 유형의 장비. 방법 및 측정의 표준화는 실험적인 쥐 모형의 더 정확한 심초음파 진단에 도달하고 인간 심장 혈관의 분자 생물학의 더 나은 이해의 결과로, 연구의 이 필드에 있는 중요한 여겨집니다 질병.
Divulgations
The authors have nothing to disclose.
Acknowledgements
ARSP와 ATP는 펠로우십 SFRH/BD/121684/2016 및 SFRH/BPD/123181/123181/2016에 의해 지원됩니다.
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 |
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