JoVE Journal > Medicine
Summary
Abstract
Introduction
Protocol
Résultats
Discussion
Divulgations
Acknowledgements
Materials
References
Traduction automatique
Please note that all translations are automatically generated. Click here for the English version.
Médecine

Fetale Echokardiographie und Pulsed-Wave-Doppler-Ultraschall in einem Kaninchen-Modell von Intrauterine Growth Restriction

Published: June 29, 2013
doi:
10.3791/50392
, , , , , , , ,
1Division Woman and Child, Department Women,University Hospitals Leuven, 2The Ritchie Centre, Monash Institute of Medical Research, Department of Obstetrics and Gynaecology,Monash University, Victoria, Australia, 3Department of Cardiovascular Sciences,Katholieke Universiteit Leuven, 4Fetal and Perinatal Medicine Research Group,Institut d’Investigacions Biomediques August Pi i Sunyer (IDIBAPS), 5Maternal-Fetal Medicine Department, ICGON, Hospital Clínic,Universitat de Barcelona, Centro de Investigación Biomédica en Red de Enfermedades Raras (CIBERER)

Summary

Wir beschreiben Prüfung der fetalen Herzfunktion mit modernen funktionalen fetale Echokardiographie und Doppler-Ultraschall fetoplazentaren mit dem VisualSonics VEVO 2100 microultrasound in einer chirurgisch induzierten Modell der intrauterine fetale Wachstum Einschränkung in einem Kaninchen.

Abstract

Fetale intrauterine Wachstumsretardierung (IUGR) Ergebnisse in abnorme kardiale Funktion, die offensichtlich ist pränatal aufgrund der Fortschritte in fetoplazentaren Doppler-Ultraschall und Echokardiographie. Zunehmend werden diese bildgebenden Verfahren ist klinisch Herzfunktion prüfen und bewerten das Wohlbefinden in der Gebärmutter eingesetzt, wodurch Führung Zeitpunkt der Geburt Entscheidungen. Hier haben wir ein Kaninchen-Modell von IUGR die Analyse der Herzfunktion in einer klinisch relevanten Weise ermöglicht. Mit Isofluran Narkose induziert wird IUGR chirurgisch Gestationsalter Tag 25 nach der Durchführung einer Laparotomie erstellt, Aussetzen der Uterus bicornis und dann Ligation 40-50% der uteroplazentare versorgenden Gefäße jede Fruchtblase in einem einzigen Uterushorns. Das andere Horn in der Kaninchen Uterus bicornis dient als interne Kontrolle Föten. Dann, nach Erholung Gestationsalter Tag 30 (volle Amtszeit), erfährt die gleiche Kaninchen Prüfung der fetalen Herzfunktion. Anästhesie mit Ketam induziertine und Xylazin intramuskulär, dann durch eine kontinuierliche intravenöse Infusion von Ketamin und Xylazin zu iatrogenen Auswirkungen auf die fötale Herzfunktion minimieren gepflegt. Eine Wiederholung Laparotomie durchgeführt, um jede Fruchtblase aussetzen und eine microultrasound Prüfung (VisualSonics VEVO 2100) der fetalen Herzfunktion durchgeführt wird. Plazenta-Insuffizienz ist offensichtlich durch einen erhöhten Pulsatilitätsindex oder eines abwesenden oder umgekehrten enddiastolischen Strömung des Umbilikalarterie Dopplerfrequenzspektrum. Der Ductus venosus und mittleren Hirnarterie Doppler wird dann untersucht. Fetale Echokardiographie ist durch die Aufzeichnung B-Modus, M-Modus und Strömungsgeschwindigkeit Wellenformen in laterale und apikale views durchgeführt. Offline-Berechnungen bestimmen Standard M-Modus kardialen Variablen tricuspid und Mitralklappe Ringebene systolischen Exkursion, Speckle Tracking und Analyse Stamm, modifizierte myokardialen Performance-Index und vaskuläre Strömungsgeschwindigkeit Wellenformen von Interesse. Dieses kleine Tier-Modell der IUGR bietet daher de der Prüfung utero Herzfunktion, die im Einklang mit der gängigen klinischen Praxis und ist daher in der translationalen Forschung Einstellung nützlich.

Introduction

Die Belastung durch Herz-Kreislauf-Erkrankung, die aus fötalen intrauterine Wachstumsretardierung (IUGR) kann nicht überbewertet werden. Es ist die führende Ursache von Totgeburten nach angeborenen Missbildungen. 1 IUGR bezieht sich auf einen Fötus, sein Wachstumspotenzial zu erreichen schlägt fehl und ist häufig eine Folge der Plazentainsuffizienz. 2 In Überlebenden, ist Herz-Kreislauf-Erkrankungen über die Lebensspanne deutlich mit Myokarddysfunktion scheinbaren in der Kindheit 3,4 und anschließender 5 Bluthochdruck, Diabetes 6 und Fettleibigkeit entwickeln im Erwachsenenalter – alle kumulativen kardialen Risikofaktoren von Geburt an zu vorzeitigem Tod durch ischämische Herzkrankheiten 7.

Entwicklung von Tiermodellen, die mütterlich-fetalen Kommunikation, IUGR und die anschließende Reaktion auf reduzierte fetale Substrat Verfügbarkeit gründet charakterisieren ist notwendig, wenn wir beide ein besseres Verständnis der Pathophysiologie der IUGR-bezogenen Auto sindDiac Wertminderung und Herz-schützende Strategien zur fetalen und postnatalen Gesundheit zu verbessern entwickeln. In diesem Zusammenhang haben viele verschiedene Modelle in unterschiedlichen Arten beschrieben worden. 8 IUGR wird häufig durch mütterliche Unterernährung induziert mit einem niedrigen Protein-Diät in Nagetieren, 9 chirurgische Ablation oder Unterbindung der uterinen Durchblutung bei Nagern und Meerschweinchen 10 oder Okklusion der Umbilikalarterie bei Schafen. 11 Es ist jedoch offensichtlich, dass kein Modell vollständig rekapituliert die menschliche IUGR. 12

In diesem aktuellen methodischen Studie verwendeten wir eine gut validierten Ansatz der selektiven uteroplazentare vaskuläre Unterbrechung in einem Kaninchen 13-16, dass nicht nur produziert fetalen Herz-Kreislauf-Reaktionen mit Ultraschall klinisch beobachtet 14, sondern erlaubt auch die Vernehmung der fetalen Herzfunktion mit neuartigen Echokardiographie mit microultrasound Technologie der VisualSonics VEVO 2100. Während Doppler-Ultraschall der fetoplacental Schiffen bleibt der Eckpfeiler der aktuellen vorgeburtliche Überwachung von IUGR Feten 17, funktionelle Echokardiographie wird zunehmend genutzt, um neue Einblicke in die Pathophysiologie Krankheit geben und fetale Wohlbefinden zu beurteilen. 18 Dementsprechend hier nehmen wir diese Fortschritte aus der klinischen Forschung und beschreiben ein Tiermodell, dass Häfen nicht nur diese Bildgebung Raffinesse, sondern bietet auch die experimentelle Plattform, um mechanistische Wege und neuartige Therapeutika zu untersuchen.

Protocol

Die folgenden experimentellen Protokoll wird von der Animal Ethics Committee, Katholieke Universiteit Leuven, Leuven, Belgien zugelassen. Wir folgten zuvor beschriebenen chirurgischen Eingriff 13 mit einigen methodischen Veränderungen, vor allem in der Anästhesie Verfahren. 1. Induktion Intrauterine Growth Restriction (IUGR) Zeit vom trächtigen Kaninchen (hybrid Dendermonde und New Zealand White) werden in einzelnen Käfigen auf einer 12/12 Stunden Licht Zeitplan mit…

Representative Results

Eine asymmetrisch Wachstum eingeschränkt Fötus und der Plazenta von uteroplazentare vaskulären Ligation an eine normale Steuerung Fötus und der Plazenta in 1F verglichen. Bauchumfang Verhältnis zu den Kontrollen: Asymmetrische Wachstum wird durch reduzierte neonatalen Geburtsgewicht und erhöhter Kopfumfang bestätigt. Repräsentative Ergebnisse aus fetoplazentaren Doppler Untersuchungen sind in Abbildung 2 dargestellt. Ein normaler geringen Widerstand Muster der positiven enddiast…

Discussion

Wir haben eine zuvor validierten Ansatz chirurgisch reduziert uteroplazentare Blutfluss in einem Kaninchen IUGR 13-16 produzieren und später untersucht fetalen Herzfunktion 14 bis microultrasound Technologie und Herzfunktion Analyse auf dem VisualSonics VEVO 2100 beschreiben. Die Fähigkeit, fetoplazentaren Doppler Veränderungen der menschlichen IUGR Feten in einem kleinen Tiermodell zu reproduzieren und dann erlauben Prüfung der Herzfunktion mit kürzlich beschriebenen Echokardiographie ist wah…

Divulgations

The authors have nothing to disclose.

Acknowledgements

Diese Arbeit wird durch einen Hamilton-Fairley NHMRC Fellowship (RH, AL) unterstützt; der viktorianische Regierung Operational Infrastructure Support Program (RH, EW) und der Marie-Curie-Industria-Academia Partnership and Pathways Erteilung von der Europäischen Kommission gefördert (ME, PD) . Die Autoren bedanken sich bei Dr. Andre Miyague, Dr. Francesca Russo, Frau Rosita Kinnart und Herr Ivan Laermans für ihre technische Expertise in der Herstellung danken dieses Video.

Materials

Name of Reagent/Material Company Catalog Number Comments
Ketamine Ceva Sante Animale http://www.ceva.com/en
Xylazine Ceva Sante Animale http://www.ceva.com/en
Depot Provera Pharmacia Upjohn
Penicillin G Kela Pharma http://www.kela.be
Lidocaine B Braun Medical http://www.bbraun.com/
Temgesic Schering-Plough http://www.merck-animal-health-usa.com/
Isolurane Isoba Vet; Abbott Laboratories Ltd http://www.abbottanimalhealth.com/index.html
Ethicon Johnson and Johnson http://www.ethiconproducts.co.uk/products/sutures
Ethicon Johnson and Johnson http://www.ethiconproducts.co.uk/products/sutures
Ethicon Johnson and Johnson http://www.ethiconproducts.co.uk/products/sutures
VEVO 2100 VisualSonics SN100-0032 http://www.visualsonics.com/
Aquasonic Gel Parker Laboratories 01 02 http://www.parkerlabs.com/ultrasound_products.html
Nellcor N-20PA Pulse oximeter Covidien http://www.nellcor.com/prod/PRODUCT.ASPX?S1=POX&S2=MON&id=282&V
DOWNLOAD MATERIALS LIST

References

  1. Bukowski, R. Stillbirth and fetal growth restriction. Clin. Obstet. Gynecol. 53 (3), 673-680 (2010).
  2. American College of Obstetricians and Gynecologists. Intrauterine growth restriction. ACOG practice bulletin no. 12. 12, (2000).
  3. Crispi, F., Bijnens, B., et al. Fetal growth restriction results in remodeled and less efficient hearts in children. Circulation. 121 (22), 2427-2436 (2010).
  4. Cosmi, E., Visentin, S., Fanelli, T., Mautone, A. J., Zanardo, V. Aortic intima media thickness in fetuses and children with intrauterine growth restriction. Obstet. Gynecol. 114 (5), 1109-1114 (2009).
  5. Ojeda, N. B., Grigore, D., Alexander, B. T. Intrauterine growth restriction: fetal programming of hypertension and kidney disease. Adv. Chronic Kidney Dis. 15 (2), 101-106 (2008).
  6. Stocker, C. J., Arch, J. R., Cawthorne, M. A. Fetal origins of insulin resistance and obesity. Proc. Nutr. Soc. 64 (2), 143-151 (2005).
  7. Barker, D. J. Intrauterine programming of coronary heart disease and stroke. Acta Paediatr. Suppl. 423, 178-182 (1997).
  8. Anthony, R. V., Scheaffer, A. N., Wright, C. D., Regnault, T. R. Ruminant models of prenatal growth restriction. Reprod. Suppl. 61, 183-194 (2003).
  9. Woods, L. L., Weeks, D. A., Rasch, R. Programming of adult blood pressure by maternal protein restriction: role of nephrogenesis. Kidney Int. 65 (4), 1339-1348 (2004).
  10. Turner, A. J., Trudinger, B. J. A modification of the uterine artery restriction technique in the guinea pig fetus produces asymmetrical ultrasound growth. Placenta. 30 (3), 236-2340 (2009).
  11. Miller, S. L., Supramaniam, V. G., Jenkin, G., Walker, D., W, E. M., Wallace, Cardiovascular responses to maternal betamethasone administration in the intrauterine growth-restricted ovine fetus. Am. J. Obstet. Gynecol. 201 (6), 613.e1-613.e8 (2009).
  12. Barry, J. S., Rozance, P. J., Anthony, R. V. An animal model of placental insufficiency-induced intrauterine growth restriction. Semin. Perinatol. 32 (3), 225-2230 (2008).
  13. Eixarch, E., Figueras, F., et al. An experimental model of fetal growth restriction based on selective ligature of uteroplacental vessels in the pregnant rabbit. Fetal Diagn. Ther. 26 (4), 203-211 (2009).
  14. Eixarch, E., Hernandez-Andrade, E., et al. Impact on fetal mortality and cardiovascular Doppler of selective ligature of uteroplacental vessels compared with undernutrition in a rabbit model of intrauterine growth restriction. Placenta. 32 (4), 304-309 (2011).
  15. Eixarch, E., Batalle, D., et al. Neonatal neurobehavior and diffusion MRI changes in brain reorganization due to intrauterine growth restriction in a rabbit model. PLoS One. 7 (2), e31497 (2012).
  16. Figueroa, H., Lozano, M., et al. Intrauterine growth restriction modifies the normal gene expression in kidney from rabbit fetuses. Early Hum. Dev. , (2012).
  17. Alfirevic, Z., Stampalija, T., Gyte, G. M. Fetal and umbilical Doppler ultrasound in high-risk pregnancies. Cochrane Database Syst. Rev. (1), CD007529 (2010).
  18. Baschat, A. A. Examination of the fetal cardiovascular system. Semin. Fetal Neonatal. Med. 16 (1), 2-12 (2011).
  19. Rychik, J., Ayres, N., et al. American Society of Echocardiography guidelines and standards for performance of the fetal echocardiogram. J. Am. Soc. Echocardiogr. 17 (7), 803-810 (2004).
  20. Gnyawali, S. C., Roy, S., Driggs, J., Khanna, S., Ryan, T., Sen, C. K. High-frequency high-resolution echocardiography: first evidence on non-invasive repeated measure of myocardial strain, contractility, and mitral regurgitation in the ischemia-reperfused murine heart. J. Vis. Exp. (41), e1781 (2010).
  21. Forfia, P. R., Fisher, M. R., et al. Tricuspid annular displacement predicts survival in pulmonary hypertension. Am J Respir Crit Care Med. 174 (9), 1034-1041 (2006).
  22. Matos, J., Kronzon, I., Panagopoulos, G., Perk, G. Mitral annular plane systolic excursion as a surrogate for left ventricular ejection fraction. J. Am. Soc. Echocardiogr. 25 (9), 969-974 (2012).
  23. Cruz-Martinez, R., Figueras, F., et al. Normal reference ranges from 11 to 41 weeks’ gestation of fetal left modified myocardial performance index by conventional Doppler with the use of stringent criteria for delimitation of the time periods. Fetal Diagn. Ther. 32 (1-2), 79-86 (2012).
  24. Edwards, A., Baker, L. S., Wallace, E. M. Changes in umbilical artery flow velocity waveforms following maternal administration of betamethasone. Placenta. 24 (1), 12-16 (2003).
  25. Edwards, A., Baker, L. S., Wallace, E. M. Changes in fetoplacental vessel flow velocity waveforms following maternal administration of betamethasone. Ultrasound Obstet. Gynecol. 20 (3), 240-244 (2002).
  26. Neitzke, U., Harder, T., et al. Intrauterine growth restriction in a rodent model and developmental programming of the metabolic syndrome: a critical appraisal of the experimental evidence. Placenta. 29 (3), 246-254 (2008).
  27. Neitzke, U., Harder, T., Plagemann, A. Intrauterine growth restriction and developmental programming of the metabolic syndrome: a critical appraisal. Microcirculation. 18 (4), 304-311 (2011).
  28. Maulik, D., Mundy, D., Heitmann, E. Evidence-based approach to umbilical artery Doppler fetal surveillance in high-risk pregnancies: an update. Clin. Obstet. Gynecol. 53 (4), 869-878 (2010).
  29. Morrow, R. J., Adamson, S. L., Bull, S. B., Ritchie, J. W. Effect of placental embolization on the umbilical arterial velocity waveform in fetal sheep. Am. J. Obstet. Gynecol. 161 (4), 055-60 (1989).
  30. Kingdom, J. C., Burrell, S. J., Kaufmann, P. Pathology and clinical implications of abnormal umbilical artery Doppler waveforms. Ultrasound Obstet. Gynecol. 9 (4), 271-286 (1997).
  31. Van Mieghem, T., DeKoninck, P., Steenhaut, P., Deprest, J. Methods for prenatal assessment of fetal cardiac function. Prenat. Diagn. 29 (13), 1193-1203 (2009).
  32. Van Mieghem, T., Giusca, S., et al. Prospective assessment of fetal cardiac function with speckle tracking in healthy fetuses and recipient fetuses of twin-to-twin transfusion syndrome. J. Am. Soc. Echocardiogr. 23 (3), 301-308 (2010).
  33. Cruz-Martinez, R., Figueras, F., Hernandez-Andrade, E., Oros, D., Gratacos, E. Changes in myocardial performance index and aortic isthmus and ductus venosus Doppler in term, small-for-gestational age fetuses with normal umbilical artery pulsatility index. Ultrasound Obstet. Gynecol. 38 (4), 400-405 (2011).
  34. Comas, M., Crispi, F., Cruz-Martinez, R., Figueras, F., Gratacos, E. Tissue Doppler echocardiographic markers of cardiac dysfunction in small-for-gestational age fetuses. Am. J. Obstet. Gynecol. 205 (1), 57.e1-57.e6 (2011).
  35. Baschat, A. A. Venous Doppler evaluation of the growth-restricted fetus. Clin. Perinatol. 38 (1), 103-112 (2011).
  36. Hodges, R. J., Wallace, E. M. Mending a growth-restricted fetal heart: should we use glucocorticoids?. J. Matern. Fetal Neonatal. Med. , (2012).
  37. Miller, S. L., Chai, M., et al. The effects of maternal betamethasone administration on the intrauterine growth-restricted fetus. Endocrinology. 148 (3), 1288-1295 (2007).
  38. Palahniuk, R. J., Shnider, S. M. Maternal and fetal cardiovascular and acid-base changes during halothane and isoflurane anesthesia in the pregnant ewe. Anesthesiology. 41 (5), 462-472 (1974).
  39. Baumgartner, C., Bollerhey, M., Ebner, J., Laacke-Singer, L., Schuster, T., Erhardt, W. Effects of ketamine-xylazine intravenous bolus injection on cardiovascular function in rabbits. Can. J. Vet. Res. 74 (3), 200-208 (2010).
  40. Cruz-Martinez, R., Figueras, F., et al. Learning curve for Doppler measurement of fetal modified myocardial performance index. Ultrasound Obstet. Gynecol. 37 (2), 158-162 (2011).
  41. Germanakis, I., Gardiner, H. Assessment of fetal myocardial deformation using speckle tracking techniques. Fetal Diagn. Ther. 32 (1-2), 39-46 (2012).
  42. D’hooge, J., Heimdal, A. Regional strain and strain rate measurements by cardiac ultrasound: principles, implementation and limitations. Eur. J. Echocardiogr. 1 (3), 154-170 (2000).
  43. Flake, A. W., Villa, R. L., Adzick, N. S., Harrison, M. R. Transamniotic fetal feeding. II. A model of intrauterine growth retardation using the relationship of “natural runting” to uterine position. J. Pediatr. Surg. 22 (9), 816-819 (1987).

Tags

Fetal EchocardiographyPulsed-wave Doppler UltrasoundRabbit ModelIntrauterine Growth Restriction (IUGR)Placental InsufficiencyCardiac FunctionFetal AnesthesiaDoppler UltrasoundFetal Cardiac ImagingTranslational Research
check_url/fr/50392?article_type=t

Play Video
PDF
DOI
DOWNLOAD MATERIALS LIST
Citer Cet Article
Hodges, R., Endo, M., La Gerche, A., Eixarch, E., DeKoninck, P., Ferferieva, V., D’hooge, J., Wallace, E. M., Deprest, J. Fetal Echocardiography and Pulsed-wave Doppler Ultrasound in a Rabbit Model of Intrauterine Growth Restriction. J. Vis. Exp. (76), e50392, doi:10.3791/50392 (2013).
Télécharger la Citation
Réimpressions et Autorisations

View Video

✖

To prove you're not a robot, please enter the text in the image below

CAPTCHA Image
Play CAPTCHA Audio
Refresh Image