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Medicine

आरोही महाधमनी कठोरता मापने Published: December 2, 2014 doi: 10.3791/52200
Automatic Translation
1, 2, 3, 2, 1, 4, 4, 1,2, 1,2
1Department of Biomedical Engineering, Johns Hopkins University, 2Department of Anesthesiology and Critical Care Medicine, Johns Hopkins University, 3Department of Medicine (Cardiology), Johns Hopkins University, 4The Australian School of Advanced Medicine, Macquarie University

Abstract

हम उच्च संकल्प अल्ट्रासाउंड इमेजिंग का उपयोग चूहों में विवो महाधमनी कठोरता में मापने के लिए एक प्रोटोकॉल प्रस्तुत करते हैं। महाधमनी व्यास अल्ट्रासाउंड से मापा जाता है और महाधमनी रक्तचाप एक ठोस राज्य दबाव कैथेटर के साथ invasively मापा जाता है। रक्त का दबाव तो vasoactive दवाओं phenylephrine और सोडियम nitroprusside की नसों में जान फूंकना द्वारा संवर्द्धित उतारा उठाया है। महाधमनी व्यास आरोही महाधमनी के दबाव व्यास रिश्ते को चिह्नित करने के लिए प्रत्येक दबाव कदम के लिए मापा जाता है। दबाव व्यास रिश्ते से व्युत्पन्न कठोरता सूचकांकों एकत्र आंकड़ों से गणना की जा सकती है। धमनी अनुपालन की गणना इस प्रोटोकॉल में वर्णित है।

इस तकनीक को हृदय रोग और उम्र बढ़ने के साथ जुड़े वृद्धि हुई महाधमनी कठोरता अंतर्निहित तंत्र की जांच करने के लिए इस्तेमाल किया जा सकता है। तकनीक पीएच क्योंकि दृष्टिकोण पूर्व vivo की तुलना में कठोरता की एक physiologically प्रासंगिक उपाय का उत्पादनमहाधमनी कठोरता पर ysiological प्रभावों माप में शामिल कर रहे हैं। इस तकनीक के प्राथमिक सीमा हृदय चक्र के दौरान महाधमनी के आंदोलन से शुरू की माप त्रुटि है। इस प्रस्ताव महाधमनी आंदोलन के साथ जांच के स्थान को एडजस्ट करने के साथ ही महाधमनी दबाव व्यास रिश्ते की कई मापन कर रही है और प्रायोगिक समूह आकार के विस्तार के द्वारा मुआवजा दिया जा सकता है।

Introduction

बढ़ी हुई महाधमनी कठोरता हृदय रोग की एक बानगी है। , एक उम्र बढ़ने हाइपरलिपिडीमिया 4 2, मधुमेह 3, धूम्रपान, और हृदय रोग के अन्य जोखिम वाले कारकों महाधमनी कठोरता को बढ़ाने के लिए दिखाया गया है। महामारी विज्ञान के अध्ययन के लिए आगे कोरोनरी हृदय रोग और स्ट्रोक की शुरुआत का एक शक्तिशाली स्वतंत्र भविष्यवक्ता, साथ ही हृदय की घटनाओं और मृत्यु दर 5-8 की घटना के रूप में महाधमनी कठोरता का प्रदर्शन किया है। वृद्धि की वजह महाधमनी कठोरता के नैदानिक ​​और सार्वजनिक स्वास्थ्य के महत्व की, वर्तमान शोध संवहनी कठोरता के विकास और प्रगति के अंतर्निहित तंत्र को समझने पर ध्यान केंद्रित किया है। बहुत रुचि इसलिए हृदय रोग की प्रयोगात्मक मॉडल में संवहनी कठोरता का सटीक उपाय विकसित करने में मौजूद है।

एक सामग्री कठोरता अपने तनाव तनाव रिश्ते की विशेषता है और लोचदार मॉड के रूप में मात्रा निर्धारित किया जा सकता हैULUS। एक रेखीय लोचदार सामग्री reversibly विकृत और उसके तनाव तनाव को आनुपातिक रूप से बढ़ जाती है। महाधमनी और बड़ी धमनियों अरेखीय लोचदार निकायों हैं: फैला है, जब धमनी की कठोरता स्थिर रहेगा लेकिन बढ़ाव की डिग्री के साथ बढ़ जाती है नहीं करता है। बड़ी धमनियों के यांत्रिक गुणों में इस nonlinearity के पोत दीवार का गठन जो भार वहन तत्वों, अर्थात् इलास्टिन और कोलेजन, के विभिन्न कठोरता गुणों की वजह से है। Elastin 0.6 MPa के एक लोचदार मापांक साथ अत्यधिक एक्स्टेंसिबल है। इसकी तुलना में, कोलेजन 1 के एक लोचदार मापांक GPa 9 के साथ बहुत कठोर है। उच्च तनाव मूल्यों में प्रदर्शित उच्च कठोरता कोलेजन की वजह से है, जबकि कम तनाव मूल्यों पर महाधमनी द्वारा प्रदर्शित प्रारंभिक कठोरता इलास्टिन को जिम्मेदार ठहराया है। पोत distends के रूप में लोड कोलेजन को elastin से स्थानांतरित कर रहा है और नाड़ी तंत्र संचालित जहां स्थानांतरित करने के बोझ से इस क्षेत्र है। इसलिए, शारीरिक दबाव में, धमनी कठोरताइलास्टिन और कोलेजन 10 दोनों के योगदान पर निर्भर करता है।

वितरण और इलास्टिन और कोलेजन के उन्मुखीकरण धमनियों की दीवार के भीतर परत के हिसाब से बदलती। मीडिया में, इलास्टिन, मज्जा, और चिकनी मांसपेशियों की कोशिकाओं समकेंद्रिकतापूर्वक स्तरित हैं कि तंग helices में बंडल हैं। यह व्यवस्था धमनी परिधीय दिशा में उच्च भार का विरोध करने की अनुमति देता है। बाह्यकंचुक थोड़ा इलास्टिन के साथ मुख्य रूप से कोलेजन और कोलेजन फाइबर एक शुद्ध की तरह फैशन में आयोजित कर रहे हैं। ये कोलेजन तंतुओं एक निर्बल राज्य में लहराती हैं और भार बढ़ जाती है के रूप में बाहर सीधा। कोलेजन फाइबर के रूप में कठोरता बढ़ जाती है, जिससे overstretching और rupturing से धमनी रोकने, सीधा बाहर। क्योंकि कोलेजन तंतुओं के संरचनात्मक संगठन और अलग उन्मुखीकरण के, धमनियों अनिसोट्रोपिक हैं: पोत अनुलंबीय या circumferentially 11 फैला है अगर प्रदर्शित कठोरता पर निर्भर करता है में vivo stiffnes।एस इसलिए महाधमनी के अनुदैर्ध्य और परिधीय कठोरता की एक समग्र है।

धमनी कठोरता आम तौर पर अनुपालन या नाड़ी लहर वेग (PWV) के रूप में vivo में मात्रा निर्धारित है। ΔD व्यास में परिवर्तन है और ΔP दबाव में इसी बदलाव है जहां धमनी अनुपालन सी = ΔD / ΔP के रूप में परिभाषित किया गया है। अनुपालन के निचले मूल्यों में stiffer जहाजों का संकेत मिलता है। कंप्लायंस धमनी का दबाव आयाम रिश्ते से गणना की और इसलिए कठोरता का एक सीधा उपाय है। कठोरता vasculature के 12 में समान रूप से गैर फैलाया जाता है, अनुपालन प्रयोगात्मक समूहों के बीच सार्थक तुलना करने के लिए प्रत्येक विषय में एक ही / भी इसी स्थान पर मापा जाना चाहिए।

अनुपालन और लोचदार मापांक के बीच अंतर लोचदार मापांक सामग्री के आयाम के लिए सामान्यीकृत है। कंप्लायंस इसलिए लोचदार मापांक रेफरी जबकि संरचनात्मक कठोरता, दर्शाता हैसामग्री कठोरता lects। उम्र बढ़ने, धमनियों की दीवार मोटाई बढ़ जाती है और elastin के साथ / कोलेजन अनुपात कम हो जाती है, तो संरचनात्मक कठोरता और सामग्री कठोरता दोनों अधिक से अधिक कर रहे हैं।

अनुपालन की तुलना में, PWV धमनी कठोरता का एक अप्रत्यक्ष उपाय है। PWV एक दबाव नाड़ी धमनी की लंबाई के साथ यात्रा और पोत दीवार के गुणों से प्रभावित होता है, जिस पर गति है। Moens-Korteweg समीकरण PWV और लोचदार मापांक के बीच संबंधों को मॉडल करने के लिए प्रयोग किया जाता है: ρ रक्त चिपचिपापन PWV, ज दीवार मोटाई ई वृद्धिशील लोचदार मापांक है जहां = ई एच / (2 ρ R) 2 है, और अनुसंधान पोत त्रिज्या है । एक उच्च PWV मूल्य इसलिए एक stiffer पोत पता चलता है।

अनुपालन और लोचदार मापांक पोत के एक excised खंड पर प्रयोगात्मक पूर्व vivo मापा जा सकता है। अनुपालन का निर्धारण करने के लिए, पोत खंड एक दबाव myograph 13,14 पर मुहिम शुरू की है। पोत के भीतर दबाव कदम के लिहाज से और वें बढ़ जाती हैव्यास में परिवर्तन जिसके परिणामस्वरूप ई वीडियो माइक्रोस्कोपी का उपयोग कर पता लगाया है। कंप्लायंस दबाव व्यास डेटा से निर्धारित होता है। इंक्रीमेंटल लोचदार मापांक तन्यता परीक्षण द्वारा मापा जा सकता है। इन प्रयोगों में, पोत के अलावा खींच लिया है कदम के लिहाज से और बल-विस्थापन डेटा पोत अंगूठी टूट जाता है जब तक एकत्र किया जाता है। तनाव और तनाव मूल्यों की गणना की और वृद्धिशील लोचदार मापांक निर्धारित करने के लिए साजिश रची जा सकता है। इन पूर्व vivo दृष्टिकोण कठोरता को प्रभावित करने वाले निष्क्रिय गुणों में परिवर्तन का मूल्यांकन करने के लिए इस्तेमाल किया जा सकता है।

विवो में, अतिरिक्त सामग्री दीवार, संवहनी कठोरता चिकनी मांसपेशियों टोन और रक्तचाप 13,15,16 से गतिशील रूप से प्रभावित होता है। PWV प्रयोगात्मक मॉडल में विवो महाधमनी कठोरता में मापने के लिए सबसे व्यापक रूप से इस्तेमाल किया विधि है। PWV डॉपलर अल्ट्रासाउंड या applanation tonometry 17 का उपयोग कर noninvasively निर्धारित किया जा सकता है। दबाव पल्स दो अलग-अलग स्थानों पर मापा जाता है और समय के लिए आवश्यक हैदूरी पार करने के लिए नाड़ी पल्स लहर वेग है। PWV महाधमनी की लंबाई से अधिक मापा जाता है, क्योंकि यह कठोरता के एक औसत मूल्य है। PWV धमनी दबाव के साथ अलग अलग होंगे कठोरता ताकि और इसलिए बड़े धमनियों, लोचदार अरेखीय हैं। एक उच्च PWV मूल्य इसलिए वृद्धि की कठोरता या ऊंचा दबाव से पैदा कर सकता है। PWV मूल्यों इसलिए इस पोत की कठोरता के बारे में निष्कर्ष प्राप्त करने के लिए रक्तचाप के लिए सामान्यीकृत किया जाना चाहिए। संवहनी दीवार के निष्क्रिय गुण और टोन धमनी कठोरता का एक physiologically प्रासंगिक सूचकांक उपज होता बदल कि vasoactive मध्यस्थों के प्रभाव के साथ रक्तचाप के प्रभाव को शामिल कि माप तरीकों। यह दृष्टिकोण invasively एक निश्चित दूरी 13 पर दो अलग दबाव सेंसर के साथ एक कैथेटर का उपयोग कर PWV को मापने के द्वारा कार्यान्वित किया जाता है। इस दोहरी दबाव कैथेटर, ऐसे phenylephrine या सोडियम nitroprusside के रूप में महाधमनी और vasoactive दवाओं, में डाला जाता है के माध्यम से नसों संचार कर रहे हैंएक शिरापरक कैथेटर बढ़ाने के लिए और कम धमनी दबाव के।

इस प्रोटोकॉल एक माउस मॉडल में इसके दबाव आयाम रिश्ते से vivo में महाधमनी कठोरता यह निर्धारित करने के लिए एक विधि का वर्णन है। यह दृष्टिकोण आक्रामक PWV माप पर कई लाभ प्रदान करता है। इस तरह के अनुपालन के रूप में कठोरता सूचकांक, इस प्रक्रिया द्वारा एकत्र दबाव आयाम डेटा से गणना की जा सकती है। कठोरता एक ही स्थान से मापा जाता है, क्योंकि इसके अलावा, इस तकनीक को स्थानीय महाधमनी कठोरता की माप के लिए अनुमति देता है। यह दृष्टिकोण इस क्षेत्र की कम लंबाई प्राप्त करने के लिए एक PWV माप कठिन बना देता है के रूप में महाधमनी कठोरता आरोही मापने में विशेष रूप से उपयोगी है। इसके यांत्रिक गुणों कोरोनरी परिसंचरण के छिड़काव और नाड़ी में शिथिलता के लिए हृदय की प्रतिक्रिया को प्रभावित करती है क्योंकि रिसर्च ब्याज आरोही महाधमनी में विशेष रूप से मौजूद है।

महाधमनी में विवो का दबाव-व्यास रिश्ते को मापने के लिए

Protocol

इस प्रोटोकॉल के जॉन्स हॉपकिन्स विश्वविद्यालय में संस्थागत पशु की देखभाल और उपयोग समिति द्वारा अनुमोदित किया गया है।

समाधान, सामग्री, और जानवर के 1. तैयारी

  1. Phenylephrine (पीई) और 0.9% खारा में सोडियम nitroprusside (एसएनपी) के 300 माइक्रोग्राम प्रति मिलीग्राम / समाधान की एक 300 माइक्रोग्राम प्रति मिलीग्राम / समाधान तैयार है। 10 मिलीलीटर 0.9% की खारा में मिलीलीटर हेपरिन 1000 यू / के 1 मिलीलीटर मिश्रण से एक अलग हेपरिन-नमकीन घोल तैयार करें।
    नोट: दवाओं का उपयोग करने से पहले कमरे के तापमान पर होना चाहिए।
  2. दो 30 ग्राम एक्स साढ़े "चमड़े के नीचे सुई और पीई 10 पॉलीथीन टयूबिंग से नसों में नशीली दवाओं निषेचन के लिए कैथेटर बनाओ। , कैथेटर बनाने ट्यूबिंग के एक छोर में एक सुई डालने के लिए। अन्य चमड़े के नीचे सुई की सुई भाग निकालें और टयूबिंग के दूसरे छोर में कुंद अंत डालें। 1 मिलीलीटर सिरिंज को कैथेटर देते हैं और हेपरिन-खारा समाधान के साथ कैथेटर भरें।
  3. संज्ञाहरण प्रेरण कक्ष सी में जगह माउस100% ऑक्सीजन में 2-2.5% isoflurane के ontaining। यह बाहरी उत्तेजनाओं को अनुत्तरदायी है जब तक प्रेरण कक्ष में माउस छोड़ दें।
  4. प्रेरण कक्ष से माउस निकालें और गर्म इलेक्ट्रोकार्डियोग्राम (ईसीजी) पैड पर जगह है। दो isoflurane% पर पशु बनाए रखें।
  5. प्रक्रिया के दौरान सूखापन को रोकने के लिए जानवर की आँखों के लिए पशु चिकित्सक मरहम या खारा समाधान को लागू करें।

पूंछ नस में कैथेटर की 2. निवेशन

  1. पूंछ नसों पूंछ के दोनों किनारों पर पार्श्व स्थित हैं के बाद से, बेहतर उपयोग के लिए अपने पक्ष में जानवरों की जगह। टेप के साथ ईसीजी पैड पर माउस सुरक्षित। पशु पूंछ नसों के वाहिकाप्रसरण बढ़ावा देने के लिए गर्म रखा है सुनिश्चित करें।
  2. एक बंधन के रूप में Silastic ट्यूबिंग का एक टुकड़ा का उपयोग करना, पूंछ के आधार पर चारों ओर बंधन टाई। नसों के पतन के लिए पर्याप्त तंग लेकिन धमनी परिसंचरण नाश करने के लिए पर्याप्त नहीं बंधन बाँध। 2-3 मिनट के बाद, नस बाहर उभाड़ना और अधिक दृष्टिगोचर हो जाना चाहिए।
  3. धीरे तना हुआ पूंछ खींच। एक हाथ से एक कोण पर पूंछ मोड़ और एक दूसरे के साथ पूंछ को सुई समानांतर पकड़ो। पियर्स पूंछ नस में त्वचा के माध्यम से तुला हुआ है, जहां सुई। सुई नस में डाला जाता है, तो रक्त कैथेटर में वापस धक्का होगा।
  4. सुई कैथेटर सुरक्षित करने के लिए डाला जाता है, जहां ऊतक गोंद की एक बूंद रखें। बंधन निकालें और थोड़ा प्रतिरोध के साथ खारा इंजेक्शन द्वारा प्रत्यक्षता की पुष्टि करें।

और्विक धमनी के माध्यम से रक्त दबाव कैथेटर की 3. निवेशन

  1. आसुत जल से भरा एक 30 मिलीलीटर सिरिंज में दबाव कैथेटर प्लेस और दबाव नियंत्रण इकाई को कैथेटर कनेक्ट। पानी में कैथेटर भिगोएँ, सेट-अप और सर्जरी की प्रक्रियाओं के दौरान 30-45 मिनट के लिए, में खामियों को दूर किया।
  2. पशु लापरवाह प्लेस और ईसीजी पैड पर अपने पंजे टेप। और्विक धमनी के ऊपर छाती और क्षेत्र पर लोमनाशक क्रीम लगाओ।
    1. 3-5 मिनट रुको और क्रीम और बालों को हटा दें। गुoroughly अल्ट्रासाउंड के दौरान कलाकृतियों को रोकने के लिए छाती से बालों को हटा दें। अतिरिक्त लोमनाशक क्रीम निकालने के लिए एक सिक्त पैड के साथ छाती और पिछले अंग क्षेत्रों दोनों साफ कर लें।
  3. ठीक कैंची का प्रयोग, और्विक धमनी के स्थान ऊपर त्वचा में एक चीरा बनाते हैं। और्विक धमनी प्रकट करने के लिए चमड़े के नीचे वसा ऊतकों के माध्यम से काटना। और्विक धमनी आंशिक रूप से पेट से आच्छादित है। पेट दूर स्थानांतरित करने के लिए hemostats का प्रयोग करें। नम धुंध के साथ इसे कवर या वैकल्पिक रूप से बाहर सुखाने से ऊतकों को रोकने के लिए समय-समय पर इस पर खारा टपकता द्वारा नम ऊतकों रखें।
  4. ठीक संदंश का प्रयोग, धमनी-नस बंडल से दूर तंत्रिका अलग। धीरे नस से धमनी अलग करने के लिए धमनी-नस बंडल के आसपास म्यान के माध्यम से घुसाना। समीपस्थ अंत में धमनी के आसपास एक सिवनी दर्रा और बाहर अंत में दो टांके जगह है।
  5. सुरक्षित रूप से बाहर रक्त के प्रवाह को रोकने के लिए सबसे बाहर का सिवनी गाँठ। पी खींचने के लिए hemostats का प्रयोग करेंroximal सिवनी अस्थायी रूप से और्विक धमनी में रक्त के प्रवाह को रोकने के लिए। और्विक धमनी में एक छोटा सा चीरा बनाने के लिए microscissors के प्रयोग करें। बाहर का गाँठ के पास चीरा बनाओ।
  6. दबाव नियंत्रण इकाई पर अंशांकन सेटिंग्स का उपयोग कैथेटर के लिए डाटा अधिग्रहण सॉफ्टवेयर जांचना। ट्रांसड्यूसर पढ़ने के लिए वापस दबाव नियंत्रण इकाई स्विच और दबाव कैथेटर संतुलन इतना है कि पानी भरा सिरिंज में कैथेटर outputs के 0 मिमी पारा।
  7. और्विक धमनी में कैथेटर डालें। एक हाथ से ठीक संदंश के साथ चीरा खोलें और दूसरे हाथ से धमनी में कैथेटर सिर डालें।
    1. धमनी में कैथेटर को सुरक्षित करने के कैथेटर तार के आसपास बीच सीवन गाँठ। समीपस्थ सीवन शांत हो जाओ और उदर महाधमनी में आगे कैथेटर अग्रिम। समीपस्थ सीवन आगे कैथेटर को सुरक्षित करने और खून बह रहा रोकने के लिए गाँठ।
  8. ध्यान से माउस, दबाव कैथेटर और खारा के साथ ईसीजी पैड कदमअल्ट्रासाउंड इमेजिंग चरण के लिए yringe। दबाव नियंत्रण इकाई के लिए रक्त का दबाव कैथेटर कनेक्ट करें। सिरिंज पंप में खारा सिरिंज रखें। जानवर और कैथेटर 20 मिनट के लिए संतुलित करने की अनुमति दें।

4. रक्त दबाव की एक सीमा से अधिक महाधमनी व्यास मापने

  1. 1.5% की isoflurane कम करें। एक लंबे अक्ष दृश्य का उपयोग बी मोड पर अनुलंबीय आरोही महाधमनी कल्पना। एक ही दृश्य प्रयोग की अवधि के लिए बनाए रखा है ताकि रेल प्रणाली पर ट्रांसड्यूसर माउंट।
  2. अल्ट्रासाउंड मेनफ्रेम पर, महाधमनी के खंड पर एम मोड कर्सर लगाया जा जगह है। एम मोड का उपयोग कर हृदय चक्र पर महाधमनी व्यास परिवर्तन ट्रैक करें।
  3. पीई समाधान के लिए सिरिंज में खारा बदलें और सिरिंज पंप में सिरिंज जगह है।
    1. आधारभूत महाधमनी दबाव में रिकॉर्ड एम मोड। 360 माइक्रोग्राम प्रति किग्रा / / मिनट में जान फूंकना शुरू और एक पठार तक पहुँचने के लिए महाधमनी के दबाव के लिए एक मिनट के लिए पानी में डालना। एक 25 ग्राम माउस के लिए ऐसा करने के लिएएसई 30 μl / मिनट के लिए equates।
    2. तो जान फूंकना रोक, एम मोड रिकॉर्ड करें और रक्तचाप आधारभूत पर लौटने के लिए के लिए दो मिनट इंतज़ार करो।
  4. 240 माइक्रोग्राम प्रति किग्रा / / मिनट के लिए लोअर निषेचन दर। एक 25 ग्राम माउस के लिए, यह खुराक 20 μl / मिनट के लिए equates। पठार के लिए रक्तचाप, और रिकॉर्ड एम मोड के लिए 1 मिनट के लिए पानी में डालना, संचार शुरू करो। आसव बंद करो, और रक्तचाप आधारभूत पर लौटने के लिए के लिए दो मिनट इंतज़ार करो।
  5. 120 माइक्रोग्राम प्रति किग्रा / के लिए दोहराएँ कदम 4.4 / मिनट पीई (एक 25 ग्राम माउस के लिए 10 μl / मिनट)।
  6. नमक के साथ पीई बदलें और 360 माइक्रोग्राम प्रति किग्रा / / मिनट निषेचन के लिए इस्तेमाल दर पर खारा पानी में डालना (30 μl / मिनट एक 25 ग्राम माउस के लिए)। आगे अर्क महाधमनी दबाव और दबाव आधारभूत लौट रहा है में वृद्धि का उत्पादन नहीं करता है, जब तक 2-3 मिनट के लिए पानी में डालना। बेस लाइन पर स्थिर करने के लिए रक्तचाप के लिए 5 मिनट तक प्रतीक्षा करें।
  7. एसएनपी साथ खारा बदलें।
    1. आधारभूत महाधमनी दबाव में रिकॉर्ड एम मोड। 240 माइक्रोग्राम प्रति किग्रा / / मिनट में जान फूंकना शुरू (20 μl / मिनट 25 ग्राम माउस के लिए)और एक मिनट के लिए पानी में डालना। महाधमनी दबाव एक पठार तक पहुँच जाता है, एम मोड रिकॉर्ड है। आसव बंद करो और रक्तचाप आधारभूत पर लौटने के लिए के लिए दो मिनट इंतज़ार करो।
  8. 120 माइक्रोग्राम प्रति किग्रा / / मिनट (25 ग्राम माउस के लिए 10 μl / मिनट) के लिए लोअर निषेचन दर। पठार के लिए रक्तचाप, और रिकॉर्ड एम मोड के लिए 1 मिनट के लिए पानी में डालना, संचार शुरू करो। आसव बंद करो और रक्तचाप आधारभूत पर लौटने के लिए के लिए दो मिनट इंतज़ार करो।
  9. 60 माइक्रोग्राम प्रति किग्रा / के लिए दोहराएँ कदम 4.8 / मिनट एसएनपी (25 ग्राम माउस के लिए 5 μl / मिनट)।

5. प्रयोग समाप्त

  1. पशु euthanize करने के लिए, 4% isoflurane वृद्धि हुई है। आम तौर पर 1-2 मिनट में, धीमी कर दी है साँस लेने जब, वक्ष गुहा खुला और दिल को बेनकाब करने के लिए कैंची से उरोस्थि के माध्यम से कटौती।
  2. मध्यम संदंश के साथ दिल समझ और कैंची से आरोही महाधमनी में काटने से शरीर से यह आबकारी।

Representative Results

चित्र 1 में दिखाया के रूप में बाएं वेंट्रिकल और आरोही महाधमनी के एक अनुदैर्ध्य छवि, बी मोड पर कब्जा कर लिया है। वैकल्पिक रूप से, केवल महाधमनी के एक अनुदैर्ध्य छवि प्राप्त किया जा सकता है, चित्रा 2 के रूप में। महाधमनी दीवार के आंदोलन हृदय के दौरान 3 चित्र में दिखाया के रूप में चक्र, एम मोड पर दो सफेद लाइनों के रूप में दिखाई देता है। महाधमनी लुमेन लाइनों के बीच में क्षेत्र है। महाधमनी दबाव vasoactive दवाओं के अर्क संग्राहक द्वारा किया जाता है। चित्रा -4 ए के रूप में दिखाया पीई, महाधमनी दबाव को जन्म देती है, और चित्रा 4 बी के रूप में दिखाया एसएनपी, दबाव को कम करती है। एम मोड दर्ज की गई है जब रक्तचाप पठारों, संचार की शुरुआत के बाद एक मिनट। चित्रा 5 में दिखाया गया है महाधमनी दबाव, प्रशासित दवा की खुराक बदलने के माध्यम से संवर्द्धित बदल गया है। दवा की खुराक लगाने की दर के माध्यम से नियंत्रित किया जाता है। सभी दवा खुराक माइक्रोग्राम प्रति किग्रा / / मिनट में कर रहे हैं। अधिकतम और न्यूनतम व्यास टी से मापा जाता है3 चित्र में दिखाया वह एम मोड,। ये व्यास सिस्टोलिक और दबाव कैथेटर द्वारा दर्ज डायस्टोलिक महाधमनी के दबाव के अनुरूप हैं।

तीन हृदय चक्र का सिस्टोलिक और डायस्टोलिक व्यास और दबाव मूल्यों आधार रेखा पर और प्रत्येक पीई और एसएनपी खुराक के लिए मापा जाता है। एक दवा की खुराक पर तीन व्यास माप के बीच मानक विचलन 0.01 मिमी से 0.04 मिमी के बीच है। चित्रा 6A रूप में दिखाया गया महाधमनी व्यास, दबाव व्यास रिश्ते को वर्णन करने के लिए अपनी इसी महाधमनी दबाव के खिलाफ साजिश रची जा सकता है।

ये दबाव व्यास मूल्यों महाधमनी अनुपालन की गणना करने के लिए इस्तेमाल कर रहे हैं। धमनी अनुपालन द्वारा गणना की जाती है

सी = (डी व्यवस्था - डी व्यास) / (पी व्यवस्था - पी व्यास) (1)

डी व्यवस्था और डी व्यास सिस्टोलिक और डायस्टोलिक व्यास और पी व्यवस्था और पी व्यास कहाँ हैंसिस्टोलिक और डायस्टोलिक दबाव के हैं। अनुपालन और महाधमनी दबाव (एमएपी) मतलब आधारभूत में और प्रत्येक पीई और एसएनपी खुराक के लिए गणना कर रहे हैं। अनुपालन कठोरता का दबाव-निर्भरता का प्रदर्शन करने के लिए नक्शे के खिलाफ साजिश रची है। क्योंकि महाधमनी के nonlinear लोचदार व्यवहार की, अनुपालन चित्रा 6B के रूप में देखा, एमएपी बढ़ाने के साथ घट जाती है।

चित्रा 1
चित्रा 1:। बी मोड पर आरोही महाधमनी के अनुदैर्ध्य देखें व्यास माप बाएं वेंट्रिकल छोड़ने आरोही महाधमनी के एक अनुदैर्ध्य छवि से ले रहे हैं। एल.वी.: बाएं वेंट्रिकल; पीए: फेफड़े के धमनी; ए.ए.: महाधमनी आरोही। फेफड़े के धमनी के दृश्य की जांच नियुक्ति पर निर्भर करता है। महाधमनी व्यास महाधमनी वाल्व को बाहर का मापा जाता है। इस छवि पर कब्जा करने के लिए इस्तेमाल की जांच की आवृत्ति 40 मेगाहर्ट्ज है।


चित्रा 2:। बी मोड पर आरोही महाधमनी के वैकल्पिक दृश्य आरोही महाधमनी अधिक प्रमुखता से छापा है और बाएं वेंट्रिकल और दिल की दीवारों कम अलग कर रहे हैं। ए.ए.: आरोही महाधमनी; एल.वी.: बाएं वेंट्रिकल। इस छवि को रिकॉर्ड करने के लिए प्रयोग किया जाता जांच की आवृत्ति 40 मेगाहर्ट्ज है।

चित्रा 3
चित्रा 3:। एम मोड पर कल्पित महाधमनी महाधमनी व्यास एम मोड छवि से मापा जाता है। महाधमनी दीवार के आंदोलन के दो लहराती लाइनों के रूप में दिखाई देता है। दो पंक्तियों के बीच में अंतरिक्ष महाधमनी लुमेन है। तीन हृदय चक्र का सिस्टोलिक और डायस्टोलिक महाधमनी व्यास एम मोड से मापा जाता है। इस छवि में, दबाव कैथेटर, ईसीजी संकेत, और श्वसन चक्र द्वारा दर्ज महाधमनी दबाव एम मोड पर, लाल, हरे और पीले रंग में प्रदर्शित कर रहे हैं। जांच frequencY इस छवि को 40 मेगाहर्ट्ज है और अधिग्रहण झाडू गति 1200 हर्ट्ज है रिकॉर्ड करने के लिए प्रयोग किया जाता है।

चित्रा 4
चित्रा 4:। संवर्द्धित महाधमनी दबाव बदलने महाधमनी दबाव संचार दवा की खुराक से संवर्द्धित बदल गया है। दवा खुराक आसव दर संग्राहक द्वारा किया जाता है। सभी खुराक माइक्रोग्राम प्रति किग्रा / / मिनट में कर रहे हैं।

चित्रा 5
चित्रा 5:। Vasoactive दवाओं के साथ महाधमनी दबाव Modulating महाधमनी दबाव vasoconstrictor phenylephrine (पीई) के अर्क के साथ वृद्धि हुई है और वाहिकाविस्फारक सोडियम nitroprusside (एसएनपी) के अर्क के साथ गिरावट आई है। 1 मिनट दवा लगाने की शुरुआत के बाद महाधमनी दबाव पठारों। महाधमनी व्यास के एम मोड (ए)। पठार पर दर्ज महाधमनी दबाव में वृद्धि से पता चलता है360 माइक्रोग्राम प्रति किग्रा / / मिनट पीई आसव के साथ। (बी) 240 माइक्रोग्राम प्रति किग्रा / / मिनट एसएनपी अर्क के साथ महाधमनी दबाव में कमी को दर्शाता है। समय जान फूंकना शुरू कर दिया है और एम मोड दर्ज की गई है समय निशान पर चिह्नित कर रहे हैं।   महाधमनी दबाव संचार दवा की खुराक से संवर्द्धित बदल गया है। दवा खुराक आसव दर संग्राहक द्वारा किया जाता है। सभी खुराक माइक्रोग्राम प्रति किग्रा / / मिनट में कर रहे हैं।

चित्रा 6
चित्रा 6: दबाव और अनुपालन बनाम बनाम व्यास महाधमनी दबाव भूखंडों मतलब महाधमनी व्यास दबाव व्यास रिश्ते (ए) को दिखाने के लिए अपनी इसी महाधमनी दबाव के खिलाफ साजिश रची जा सकता है।। कंप्लायंस प्रत्येक दबाव वेतन वृद्धि के लिए गणना की और महाधमनी कठोरता (बी) के दबाव निर्भरता को दिखाने के लिए मतलब महाधमनी दबाव (एमएपी) के खिलाफ साजिश रची जा सकता है।

Discussion

दबाव मूल्यों की एक विस्तृत श्रृंखला पर कई दबाव वेतन वृद्धि पर व्यास माप लेने के लिए दबाव व्यास रिश्ते का सही लक्षण वर्णन के लिए आवश्यक है। औषधीय प्रेरित किया जा सकता है कि ऊपरी और निचले दबाव सीमा प्रयोगात्मक समूह द्वारा भिन्न हो सकते हैं, लेकिन आदर्श सीमा के आसपास 125 मिमी पारा डायस्टोलिक और 200 मिमी पारा सिस्टोलिक करने के लिए 50 मिमी पारा 25 मिमी पारा है। 360 माइक्रोग्राम प्रति किग्रा / / मिनट पीई और 240 माइक्रोग्राम प्रति किग्रा / की खुराक / मिनट एसएनपी आम तौर पर दबाव रेंज की सीमा को प्रकाश में लाना। हालांकि, पीई की खुराक 360 माइक्रोग्राम प्रति किग्रा / / मिनट की सीमा तक पहुँच गया है कि यह पुष्टि करने के लिए 480 माइक्रोग्राम प्रति किग्रा / / मिनट और एसएनपी करने के लिए बढ़ाया जा सकता है। पीई और एसएनपी का कार्य सांद्रता महीन दबाव वेतन वृद्धि हासिल करने के लिए कम किया जा सकता है। व्यास जानवरों और प्रयोगात्मक समूहों के बीच एक ही दबाव मूल्यों उत्प्रेरण, महाधमनी दबाव के साथ बदल जाएगा रूप में महत्वपूर्ण नहीं है।

शिरापरक और धमनी केन्युलेशन एक ही कहां के साथ अन्य स्थानों पर किया जा सकता हैtcomes। पूंछ नस केन्युलेशन क्योंकि पूंछ नस के छोटे आकार का चुनौतीपूर्ण हो सकता है। इसके अलावा, पूंछ नस काले रंग का चूहों में आसानी से दिखाई नहीं देता है। ऊरु नस एक विकल्प के रूप cannulated जा सकता है। ऊरु नस अधिक सुलभ है, क्योंकि इस मार्ग आसान हो सकता है। दबाव कैथेटर प्रविष्टि के लिए, और्विक धमनी इसके अलावा, कैथेटर मन्या के माध्यम से डाला जा सकता है। छाती क्षेत्र अल्ट्रासाउंड इमेजिंग के लिए भी बरकरार है क्योंकि और्विक धमनी, हालांकि, मन्या धमनी से अधिक बेहतर है। और्विक धमनी केन्युलेशन और्विक धमनी छोटा होता है, क्योंकि अधिक कठिन हो सकता है। एक 1.2 एफ कैथेटर का प्रयोग और केन्युलेशन प्रक्रिया की सुविधा होगी उदर गुहा के नीचे समीपस्थ और्विक धमनी में कैथेटर शुरू। और्विक धमनी पर lidocaine की तरह एक vasodilating एजेंट की कुछ बूँदें रखने या भी कैथेटर प्रविष्टि की सुविधा के लिए पोत बढ़ाना मदद कर सकते हैं एक कैथेटर परिचयकर्ता के प्रयोग से। दबाव कैथेटर को संभाला और इस्तेमाल किया जाना चाहिएनिर्माता के निर्देशों के अनुसार।

महाधमनी के भीतर दबाव ड्रॉप नगण्य है के रूप में महाधमनी के भीतर कैथेटर की जगह जानवरों के बीच लगातार होने की जरूरत नहीं है। हालांकि, उदर महाधमनी में कैथेटर रखने वक्ष महाधमनी के अल्ट्रासाउंड इमेजिंग के साथ हस्तक्षेप को कम करने के लिए बेहतर हो सकता है। कुछ अल्ट्रासाउंड मेनफ्रेम जिससे एम मोड पर मापा हर व्यास के लिए एक दबाव माप दे, एम मोड का पता लगाने के साथ दबाव वास्तविक समय रिकॉर्ड कर सकते हैं। व्यास मापा जाता है, जहां पांच दबाव दर्ज की गई है, जहां के रूप में एक ही स्थान नहीं है, क्योंकि दुर्भाग्य से, एक अंतराल कैथेटर में दर्ज दबाव और आरोही महाधमनी में वास्तविक दबाव के बीच मौजूद है। नतीजतन, केवल अधिकतम और न्यूनतम व्यास माप डेटा विश्लेषण के लिए इस्तेमाल किया जा सकता है।

इस विधि का प्राथमिक सीमा में और ओ बाहर स्थानांतरण महाधमनी द्वारा शुरू की माप में अनिश्चितता हैहृदय चक्र के दौरान अल्ट्रासाउंड विमान एफ। मोशन शुरू त्रुटि एमआरआई और सीटी सहित सभी इमेजिंग आधारित अध्ययन, के लिए आम है। मुआवजा रणनीतियों आंदोलन 18 से संदर्भ के फ्रेम शिफ्ट करने के लिए और डाटा प्रोसेसिंग के दौरान कार्यान्वित कर रहे हैं संरचनात्मक सुविधाओं का उपयोग शामिल है। गति मुआवजा सॉफ्टवेयर आसानी से उपलब्ध नहीं है, अन्वेषक रक्तचाप बढ़ जाता है के रूप में महाधमनी के स्थान में बदलाव पर नज़र रखने और कम हो जाती है जांच के स्थान को एडजस्ट करने के बारे में जागरूक हो गया है। व्यास माप भी महाधमनी के केंद्र के माध्यम से लिया जाना चाहिए। हालांकि, एम मोड रिकॉर्डिंग स्थान केंद्र के माध्यम से गुजर रहा है निर्धारित करता है कि विशेष रूप से महाधमनी स्थानांतरण पदों के साथ, अल्ट्रासाउंड छवि पर न्याय करने के लिए मुश्किल हो सकता है। चित्रा 6 में स्पष्ट रूप में, डेटा में बिखराव की डिग्री में प्रकट इन सीमाओं द्वारा शुरू की अनिश्चितता। ascendi के अनुदैर्ध्य अक्ष के बजाय पार अनुभाग की एक छवि प्राप्तएनजी महाधमनी एक समाधान हो सकता है। हालांकि, इस दृश्य को प्राप्त करने में कभी कभी अधिक चुनौतीपूर्ण हो सकता है और जिसके परिणामस्वरूप एम मोड ट्रेस कम स्पष्ट हो सकता है। बी मोड छवि से पार के अनुभागीय परिधि के बजाय एम मोड छवि से व्यास की मापा जा सकता है। अधिकतम और न्यूनतम परिधि बी मोड फ्रेम दर से सीमित हो जाएगा हासिल किया गया है और एम मोड पर से न्याय करने के लिए और अधिक कठिन हो सकता है लेकिन, जब निर्धारण।

दबाव व्यास साजिश के कई मापन कर रही है और डेटा की सटीकता में सुधार कर सकते हैं प्रयोगात्मक समूह आकार बढ़ रही है। दबाव व्यास डेटा सीने के साथ कई स्थानों से एकत्र किया जा सकता है। इस प्रोटोकॉल पहले सीने पर एक स्थान पर रखा जांच के साथ किया जाएगा। महाधमनी फिर किसी अन्य स्थान और दोहराया प्रोटोकॉल पर रखा जांच के साथ कल्पना की होगी।

रक्तचाप मिलाना के लिए इस्तेमाल किया Vasoactive एजेंट संभावित महाधमनी चिकनी MUSC प्रभावित कर सकता हैबदले में कठोरता को प्रभावित करती है, जो Le टोन,। हालांकि, शिरापरक वापसी से महाधमनी दबाव के हेरफेर चूहों में pharmacologic हेरफेर के रूप में invasively मापा PWV में इसी प्रकार के परिवर्तन का उत्पादन करने के लिए दिखाया गया है। इन निष्कर्षों vasoactive दवाओं के अर्क परिधीय प्रतिरोध धमनियों पर मुख्य रूप से काम करते हैं और काफी महाधमनी चिकनी मांसपेशियों टोन 19 को प्रभावित नहीं करते कि प्रदर्शित करता है।

इस प्रोटोकॉल कुछ मामूली संशोधनों के साथ चूहों में प्रदर्शन किया जा सकता है। छाती लोमनाशक क्रीम लागू करने से पहले मुंडा है। एक व्यावसायिक रूप से उपलब्ध 27 जी एक्स साढ़े "कैथेटर दवा निषेचन के लिए प्रयोग किया जाता है। महाधमनी दबाव मिलाना करने के लिए इस्तेमाल दवा खुराक 40, 80, और पीई और 40, 80 से 120 माइक्रोग्राम प्रति किग्रा / / मिनट कर रहे हैं, और 120 माइक्रोग्राम प्रति किग्रा / / एसएनपी की न्यूनतम।

आरोही महाधमनी इसके अलावा, महाधमनी कठोरता में क्षेत्रीय मतभेद इस प्रोटोकॉल के साथ निर्धारित किया जा सकता है। माप की गिरफ्तारी के रूप में इस दृष्टिकोण से मापा क्षेत्रीय कठोरता PWV द्वारा की तुलना में अधिक सटीक होगाPWV के लिए दो स्थानों के विरोध के रूप में ई एक स्थान से लिया। हालांकि, इस तकनीक के साथ मापा जा सकता है कि महाधमनी के साथ क्षेत्रों अल्ट्रासाउंड द्वारा देखे जा सकते हैं कि उन लोगों के लिए सीमित कर रहे हैं।

लोचदार मापांक भी एक दीवार मोटाई माप प्राप्त किया जा सकता है यदि इस विधि द्वारा एकत्र आंकड़ों से गणना की जा सकती है। माउस महाधमनी के विवो माप में सटीक वर्तमान अल्ट्रासाउंड तकनीक का संकल्प सीमा से सीमित है। अल्ट्रासाउंड तकनीक का भविष्य सुधार और अधिक संभव विवो दीवार मोटाई माप में कर सकता है। एक विकल्प के रूप में, मोटाई माप पूर्व vivo प्रदर्शन किया जा सकता है। मोटाई प्रत्येक दबाव वेतन वृद्धि पर मापा जा सकता है, क्योंकि दबाव myography सबसे सटीक माप प्रदान करेगा।

Disclosures

लेखकों का खुलासा करने के लिए कुछ भी नहीं है।

Materials

Name Company Catalog Number Comments
Equipment
High-resolution ultrasound machine Visual Sonics Vevo2100
13-24 MHz transducer Visual Sonics MS250 Used for imaging rats
22-55 MHz transducer Visual Sonics MS550D Used for imaging mice
Imaging Station Visual Sonics Imagine Station 1
1.2F Pressure catheter Transonic FTH-1211B-0018
SP200 pressure control unit Transonic FFS-095-DP01
Standard Infusion Only Harvard Pump 11 Plus syringe pump Harvard Apparatus 702208
Isoflurane vaporizer VetEquip 911103
Induction chamber VetEquip 941443
100% O2 Airgas OX USP200
Single Stage Brass 0-50 psi General Purpose Cylinder Regulator CGA540 Airgas Y11215B540
Stereo Boom Stand Microscope National Optical 420-BMSQ
Fiber optic illuminator & light pipe Cole Palmer EW-41500-50
Supplies
30G x 1/2" BD PrecisionGlide Needle BD 305106 For tail vein cannulation in mice
Polyethylene Tubing PE10 Becton Dickinson 427401 For tail vein cannulation in mice
27G x 1/2" Surfloe winged infusion set Terumo SV*27EL For tail vein cannulation in rats
Signa Gel Electrode Gel Parker 15-25 Use for ECG recording
Aquasonic Clear Ultrasound Gel Parker 03-08 Use for ultrasound
1ml Sub-Q Syringes, 26G x 5/8" BD 309597
Nair Nair Depilatory cream
Histoacryl TissueSeal TS1050071FP Tissue glue
Braided Silk Suture 6-0 Teleflex 104-S
Dumostar P55 fine forceps Roboz RS-4984
Microscissors WPI 501839
Fine scissors FST 14060-11
Medium forceps Ted Pella 5665
Hemostatic forceps Roboz RS-7131
Non-sterile cotton gauze sponge Fisherbrand 22-362-178
Cotton tipped applicators Oritan 803-WC
Label tape Fisherbrand 15-901-20
Drugs
Sodium chloride Sigma Aldrich S7653
R-Phenylephrine hydrochloride Sigma Aldrich P6126
Sodium nitroprusside dihydrate Sigma Aldrich 71778
Software
Prism GraphPad
Excel Microsoft

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References

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चिकित्सा अंक 94 महाधमनी कठोरता अल्ट्रासाउंड, महाधमनी अनुपालन लोचदार मापांक माउस मॉडल हृदय रोग
आरोही महाधमनी कठोरता मापने<em&gt; Vivo</em&gt; अल्ट्रासाउंड का उपयोग कर चूहे में
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Kuo, M. M., Barodka, V., Abraham, T. … More

Kuo, M. M., Barodka, V., Abraham, T. P., Steppan, J., Shoukas, A. A., Butlin, M., Avolio, A., Berkowitz, D. E., Santhanam, L. Measuring Ascending Aortic Stiffness In Vivo in Mice Using Ultrasound. J. Vis. Exp. (94), e52200, doi:10.3791/52200 (2014).

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