成人ラットにおける心臓解剖学と機能の心エコー評価
Özet
心臓解剖学の胸部心エコー検査評価と成人ラットの機能に対する非侵襲的プロトコルが現在の研究で提示されている。心臓弁は、4つの心臓室および上行大動脈、大動脈弓および下降大動脈を詳細に研究される。
Abstract
実験動物モデルの使用は、心血管科学において極めて重要になっています。げっ歯類モデルを使用するほとんどの研究は、その寸法を評価するために左心室とMモードエコーの心臓解剖学を研究するために2次元イメージングに焦点を当てています。ただし、これは包括的な研究を制限する可能性があります。本明細書では、心臓室の大きさ、左心室機能(収縮期および拡張期)および弁膜機能の評価を可能にするプロトコルを記述する。従来の医療超音波装置は、このプロトコルで使用され、異なるエコービューは、左のパラステルナル、アピカルおよび超ラスター窓を介して得られました。左の副窓では、左室の寸法、右心室および肺動脈寸法、僧帽弁および大動脈弁機能を分析するために長軸と短軸が取得された。アピカルウィンドウは心臓室の次元の測定および収縮期および拡張期のパラメータの評価を可能にする。また、心臓弁障害(逆流または狭窄)の検出と定量によるドップラー評価を可能にします。左心室の異なるセグメントおよび壁はすべての眺めを通して視覚化される。最後に、上行大動脈、大動脈弓、下降大動脈は、上皮窓を通して画像化することができる。超音波イメージング、ドップラーフローおよび組織ドップラー評価の組み合わせは、心臓形態および機能を研究するために得られた。これは、これらの動物モデルを用いた研究に影響を与える成人ラットにおける心機能の評価を改善するための重要な貢献を表す。
Introduction
心血管疾患は、近年患者の転帰を改善した治療、診断、モニタリングの進歩にもかかわらず、年間400万人以上の死亡を担当するヨーロッパの主要な死因です。急速な技術進化は、心臓血管患者ケアの進歩に貢献しています。これらの診断ツールの中で、特に注意が払われており、非侵襲的な方法で解剖学的および機能的評価を可能にする1、2、3である。同様に、医学は生物医学研究の結果から利益を得る。実験動物モデルは、臨床設定に由来する仮説をテストし、革新的な治療法を開発するのに非常に有用である4,5.
実験動物モデルの研究ツールとしての心エコー検査の利用に対する関心が高まり、縦方向の研究において1匹の動物から複数の測定値を取得することが可能です。マウスまたはげっ歯類モデルを使用する利点があることに注意することが重要です。短い妊娠期間、繁殖および住宅の低コスト、それらのゲノムの知識およびトランスジェニック動物を開発する可能性は、これらの種の主な利点であり、心血管疾患4、5、6、7、8、9に関与するメカニズムを研究することが魅力的である。ラットとマウスのモデルは同様の利点を示していますが、ラットは、心エコー検査研究4、5、6、7、8、9、10でより良い画像を提供する、より大きな物理的次元と低い心拍数のために心血管研究における古典的な選択である。
従来の医療用超音波装置を用いて、Wistarラットを用いて心臓室や心臓弁(解剖学と機能)を評価する心エコー検査プロトコルについて述べています。これは、オフライン測定を可能にする短時間の取得画像とループのための簡潔で完全なプロトコルであり、後で新しい変数や測定値を時間の経過と共に統合するために改訂することができます。
Protocol
Representative Results
Discussion
このプロトコルは、従来の医療超音波装置と成体ラットの高周波プローブを使用した完全な心エコー研究を可能にします。これは、小動物専用の超音波装置は高価であり、投資が常に正当ではないので、プロトコルの重要な側面です。
縦方向のイメージング研究は、繰り返し麻酔を必要とするので、ウィスターラットにおけるイソフルランまたはケタミンキシラジンの混合物と比較して連続使用に適しているので、このプロトコルではメデトミジン-ミダゾラムフェンタニルの組み合わせが提案された。しかしながら、提案された心エコープロトコルは、他の麻酔プロトコル16と互換性がある。説明したように、当社の心エコー検査プロトコルには、解剖学的および機能的な心臓変化の同定を可能にするいくつかのパラメータの評価が含まれています。
解剖学的特性に着目し、すべての心臓室とその拡張、左心室肥大、弁膜線維症または石灰化の寸法を評価することができる。心臓機能に関しては、左心室収縮期および拡張期機能および右心室収縮期機能を分析することができる。また、心臓弁の解剖学と機能は、解剖学的特性評価(線維化、石灰化または異常開口を同定する)のための2Dエコーを使用し、狭窄または逆流の機能特性評価および検出のためのドップラーイメージングを使用して研究される。カラードップラーイメージングは、流れ方向および乱流およびスペクトルドップラー波の検出を可能にし、速度および勾配1、3の測定を可能にする。
十分な画質は、ほぼすべてのラット(200gの最小重量)で得られたが、解剖学における個体間の違いのために、心エコー図図はラット間でまったく同じ定義で得られない可能性があり、これは空洞寸法測定に影響を与える可能性がある。左心室Mモード測定に5%の観測域内報告変動17.特に、左心室測定にMモードを使用する場合、次の制限があります:垂直角度を得ることの困難。基礎セグメントのみを含む(非対称肥大または局所収縮期機能障害の存在下で不正確な測定をもたらす)幾何学的仮定(左心室が2:1の長い/短い軸比と肥大の対称分布を有するプロレート楕円体であることを考慮する)。また、立方体測定を含めることは、寸法のわずかな誤差であっても質量1、3、10が過大評価される可能性があるため、精度に影響を与える可能性があります。シンプソンの方法で計算されたボリュームと射出分数を使用する場合でも、頂点は頻繁に短縮されるという欠点があります。心内膜ドロップアウトは測定に偏ることができ、アピカル4および2チャンバビュー1、3、10で可視化されない形状歪みに盲目である。
重要なことに、このプロトコルは、心筋線維挙動1、3に関するより完全な情報を達成するために、スペックルトラッキングによって評価される左心室ひずみおよびひずみ速度などの高度な測定および評価の使用を強調する。より正確なひずみとひずみ速度の評価を行うには、画質の最適化、フレームレートの最大化、頂点の短縮の最小化が必要です。ミッドウォールグローバル縦方向株は、より公開された利用可能なデータと合意し、堅牢で再現性のあるいくつかの臨床研究で示されている10.装置に統合される心電図の監視は制約であるアーティファクトに非常に起こりやすい。また、ラットの機能的または血行力学的心臓状態が、温度、血圧および心拍数4、5、6、7、8、9、13、14、17などの変数に依存し得ることを述べることは非常に重要である。
解像度はプローブ周波数に関連しているため、今後の開発により、小型動物における非侵襲的な心血管イメージングにおいて、より高い周波数プローブと高解像度および画像定義の開発が期待され、このタイプの機器。この研究分野では、この研究分野では方法と測定の標準化が重要と考えられており、実験ラットモデルのより正確な心エコー診断に達し、ヒト心血管の分子生物学をより深く理解する病気。
Açıklamalar
The authors have nothing to disclose.
Acknowledgements
ARSPとATPは、フンダソン・パラ・ア・シエンシア・エ・テクノロジアから、それぞれフェローシップSFRH/BD/121684/2016およびSFRH/BPD/123181/2016によってサポートされています。
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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