אקו העוברי ואולטראסאונד דופלר פעמו גל בדגם ארנב של הגבלת גדילה תוך רחמית
Summary
אנו מתארים בדיקה של תפקוד לב העובר עם אקו העוברי הפונקציונלי העכשווי ואולטרסאונד דופלר fetoplacental באמצעות microultrasound VisualSonics VEVO 2100 במודל מושרה בניתוח של הגבלת צמיחה העוברית תוך רחמי בארנב.
Abstract
צמיחת הגבלה (IUGR) תוצאות תוך רחמים של העובר בתפקוד לב לא תקין שניכרו antenatally בשל התקדמות באולטרסאונד דופלר ואקו fetoplacental העוברי. יותר ויותר, שיטות הדמיה אלה להיות מועסקות קליניים לבחינת תפקוד לב ולהעריך את רווחתם ברחם, ובכך מנחה את העיתוי של החלטות מולדים. הנה, השתמשנו במודל ארנבת של IUGR המאפשר ניתוח של תפקוד לב באופן רלוונטי מבחינה קלינית. תוך שימוש בהרדמה מושרה isoflurane, IUGR נוצר בניתוח בגיל הריון 25 יום על ידי ביצוע laparotomy, חושף את הרחם ולאחר מכן bicornuate ligating 40-50% מכלי שלייה המספקים כל השק הריון בקרן רחם אחת. הקרן השנייה ברחם bicornuate הארנב משמשת כעוברי בקרה פנימיים. ואז, לאחר התאוששות ביום הריונית גיל 30 (טווח מלא), אותו הארנב עובר בדיקה של תפקוד לב העובר. הרדמה מושרה עם ketamine וxylazine לתוך שריר, ולאחר מכן מתוחזק על ידי עירוי תוך ורידי מתמשך של קטמין וxylazine כדי למזער את השפעות אבחנה רפואיות על תפקוד לב העובר. Laparotomy חוזר מבוצע כדי לחשוף את כל השק הריון ובדיקת microultrasound (VisualSonics VEVO 2100) של תפקוד לב העובר מתבצעת. אי ספיקה של שליה ניכרה במדד pulsatility מוגבה או זרימה הדיאסטולי נעדרה או הפוכה סוף טבור עורק דופלר צורת הגל. Ductus venosus ואמצע העורק המוחי דופלר אז בדקו. אקו העוברי מתבצע על ידי מצב הקלטת B, מצב M וגל מהירות זרימה בתצוגות לרוחב ופסגה. חישובים מנותק לקבוע משתנים סטנדרטיים M-mode לב, טיול הסיסטולי מטוס טבעתי tricuspid וצניפי, פזור מעקב וניתוח מתח, מדד ביצועי שריר הלב שונה וצורות גל מהירות זרימה בכלי הדם של עניין. מודל חיה קטן זו של IUGR ולכן מאפשר בחינה בuterתפקוד לב O שעולה בקנה אחד עם פרקטיקה קלינית נוכחית, ולכן הוא שימושי בסביבת מחקר translational.
Introduction
נטל של מחלות לב, כי לא יכול להיות מוגזם נובע מהגבלת צמיחה תוך רחמית של עובר (IUGR). זהו הגורם המוביל ללידה עובר מתה לאחר מומים מולדים. IUGR 1 מתייחס לעובר שלא מצליח לממש את פוטנציאל הצמיחה שלה והוא בדרך כלל תוצאה של אי ספיקת שליה. 2 בניצולים, בריאות לב וכלי דם חולה ניכרה על פני תוחלת החיים בתפקוד שריר הלב נראית לעין בינקות ובילדות 3,4 ויתר לחץ דם לאחר 5, 6 סוכרת, השמנת יתר ומתפתח בחייו בוגרים – כל גורמי הסיכון הלבביים המצטברים מלידה ולקראת המוות בטרם עת ממחלת לב איסכמית 7.
פיתוח מודלים של בעלי חיים כדי לאפיין את התקשורת אימהית-העוברית שקובעת IUGR ותגובה העוברית לאחר זמינות מצע מופחתת הוא הכרחי אם אנחנו רוצים גם להבין טובים יותר את הפתופיזיולוגיה של מכונית הקשורה לIUGRליקוי DIAC ולפתח אסטרטגיות Cardio-מגן כדי לשפר את הבריאות של עובר ואחרי לידה. בהקשר זה, מודלים רבים ושונים ברחבי מינים שונים כבר תאר. 8 IUGR מושרה בדרך כלל על ידי אימהית תחת תזונה עם תזונה דלת חלבונים במכרסמים, 9 אבלציה כירורגית או קשירה של זרימת דם ברחם המכרסמים וגינאה חזירי 10 או חסימה של עורק טבור בכבשים. 11 עם זאת, נראה כי אין מודל משחזר באופן מלא את IUGR 12 בני האדם.
במחקר מתודולוגי הנוכחי, השתמשנו בגישה תוקף גם מהפרעה של כלי דם ושלייה סלקטיבית בארנב 13-16 שלא רק מייצר תגובות לב וכלי דם עובריות שנצפו באולטרסאונד 14 קליניים, אלא גם מאפשר חקירה של תפקוד לב העובר עם אקו רומן באמצעות טכנולוגיית microultrasound של VEVO VisualSonics 2100. בעוד אולטרסאונד דופלר של fetoplכלי acental נשאר אבן הפינה של מעקב טרום לידה הנוכחית של עוברי IUGR 17, הוא יותר ויותר מנוצלים אקו הפונקציונלי כדי לספק תובנות חדשות על הפתופיזיולוגיה מחלה ולהעריך רווחת העובר. 18 בהתאם לכך, כאן אנחנו לוקחים את ההתפתחויות הללו מהמחקר קליני ולתאר את מודל חיה ש נמלים לא רק תחכום הדמיה זו, אלא גם מספק את הפלטפורמה הניסיונית לחקור מסלולים מכניסטית ותרופות חדשות.
Protocol
Representative Results
Discussion
יש לנו להשתמש בגישה תוקף עבר של ניתוח להקטנת זרימת דם שלייה בארנב לייצר IUGR 13-16 ולאחר מכן בחינת תפקוד לב העובר 14 כדי לתאר את טכנולוגית microultrasound וניתוח תפקוד לב קיים בVEVO VisualSonics 2100. היכולת להתרבות שינויי fetoplacental דופלר של עוברי IUGR אדם במודל חיה קטן ולאחר מכן כדי…
Disclosures
The authors have nothing to disclose.
Acknowledgements
עבודה זו נתמכת על ידי המילטון-פיירלי NHMRC מלגה (ר"ה, א"ל); תכנית התמיכה בתשתית התפעולית של הממשלה ויקטוריאני (RH, EW) ומארי קירי Industria-האקדמיה השותפות ומסלולי מענק בחסות הנציבות האירופית (ME, פ"ד) . המחברים מבקשים להודות לד"ר אנדרה Miyague, ד"ר פרנצ'סקה רוסו, גב 'רוזיטה Kinnart ומר איוון Laermans למומחיות הטכנית שלהם בהפקת סרטון זה.
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 |
References
- Bukowski, R. Stillbirth and fetal growth restriction. Clin. Obstet. Gynecol. 53 (3), 673-680 (2010).
- American College of Obstetricians and Gynecologists. Intrauterine growth restriction. ACOG practice bulletin no. 12. 12, (2000).
- Crispi, F., Bijnens, B., et al. Fetal growth restriction results in remodeled and less efficient hearts in children. Circulation. 121 (22), 2427-2436 (2010).
- 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).
- 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).
- Stocker, C. J., Arch, J. R., Cawthorne, M. A. Fetal origins of insulin resistance and obesity. Proc. Nutr. Soc. 64 (2), 143-151 (2005).
- Barker, D. J. Intrauterine programming of coronary heart disease and stroke. Acta Paediatr. Suppl. 423, 178-182 (1997).
- Anthony, R. V., Scheaffer, A. N., Wright, C. D., Regnault, T. R. Ruminant models of prenatal growth restriction. Reprod. Suppl. 61, 183-194 (2003).
- 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).
- 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).
- 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).
- 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).
- 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).
- 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).
- 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).
- Figueroa, H., Lozano, M., et al. Intrauterine growth restriction modifies the normal gene expression in kidney from rabbit fetuses. Early Hum. Dev. , (2012).
- Alfirevic, Z., Stampalija, T., Gyte, G. M. Fetal and umbilical Doppler ultrasound in high-risk pregnancies. Cochrane Database Syst. Rev. (1), CD007529 (2010).
- Baschat, A. A. Examination of the fetal cardiovascular system. Semin. Fetal Neonatal. Med. 16 (1), 2-12 (2011).
- 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).
- 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).
- 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).
- 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).
- 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).
- 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).
- 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).
- 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).
- 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).
- 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).
- 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).
- 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).
- Van Mieghem, T., DeKoninck, P., Steenhaut, P., Deprest, J. Methods for prenatal assessment of fetal cardiac function. Prenat. Diagn. 29 (13), 1193-1203 (2009).
- 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).
- 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).
- 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).
- Baschat, A. A. Venous Doppler evaluation of the growth-restricted fetus. Clin. Perinatol. 38 (1), 103-112 (2011).
- Hodges, R. J., Wallace, E. M. Mending a growth-restricted fetal heart: should we use glucocorticoids?. J. Matern. Fetal Neonatal. Med. , (2012).
- 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).
- 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).
- 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).
- 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).
- Germanakis, I., Gardiner, H. Assessment of fetal myocardial deformation using speckle tracking techniques. Fetal Diagn. Ther. 32 (1-2), 39-46 (2012).
- 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).
- 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).
