Murina ekokardiografi av vänster förmak, Aorta, och lungartären

Summary

Följande protokoll beskriver metodiken för insamling och analys av ekokardiografiska bilder som används för att erhålla vänster förmak Volym (LAV), Aorta (Ao) diameter, och lungartären (PA) diameter i möss. Denna teknik är en icke-invasiv, icke-terminal förfarande som möjliggör bedömning av hjärt-funktion.

Abstract

Den nuvarande metoden lär utredaren hur man mäter och använda LAV som ett surrogat av kroniska höjder i vänster kammares diastoliskt tryck genom ekokardiografi, samt att erhålla mätningar av Aorta och PA diameter i möss.

Möss äldre än 10 d ålder kan analyseras med hjälp av nuvarande teknik. Tekniken består av 3 huvudsteg: set-up, bildupptagning, och bildanalys. Utformningen steg består av att få mus bedövades med 1% isofluran, rakning det, och tejpa det i ryggläge på en uppvärmd EKG styrelse där bilden förvärvet kommer att ske. Bilden förvärvet steget består av att lära sig att identifiera hjärt strukturer och få alla bilder krävs med sin korrespondent sond och axel för att kunna beräkna volymer och diametrar. Bildanalys steget består av att mäta de tidigare förvärvade bilderna med hjälp av datorprogram.

<p class = "jove_content"> Fördelar med den föreslagna tekniken inkluderar en snabb (15 min) förfarande som skulle tillåta forskare att utvärdera insatser i en icke-invasiv, icke-terminal strategi och därför följa samma mus över tiden; varje mus kan användas som sin egen kontroll. Detta faktum plus har samma operatör utföra alla förvärv och analys för hela experimentet minimerar begränsningen av operatörsberoende. Den nuvarande metoden är användbar för mus forskare inom hjärt- och lungmedicin.

Introduction

Den nuvarande metoden lär utredaren hur man mäter och använda LAV, Aorta diameter och PA diameter med 2D ekokardiografi i möss under isofluran. Hjärtsvikt med bevarad ejektionsfraktion (HFpEF) hos äldre personer drabbar upp till 10% i de 80 år och äldre ¹ och resulterar i betydande sjuklighet och dödlighet. Betydande dödlighet förekommer också från pulmonell hypertension (PH), en smygande sjukdomsprocess presenter med liknande symtom som HFpEF, i vilka förhöjda lungartärtrycket leda till ansträngnings-dyspné, progressiv högersidig hjärtsvikt, och ofta döden. ² Den ökande förekomsten av både HFpEF och PH betyder behovet av att utveckla en metod som gör det möjligt för noggrann utvärdering och uppföljning av insatser i musmodeller i en icke-invasiv, icke-terminal strategi.

Åldrande leder till en försämring av diastolisk funktion via förändringar i kammar-arterial stelhet, vaskulär dysfunktion, inflammation ^3, nedsatt kalcium regel ^4, minskade β-adrenerga respons och fysisk dekonditionerande producerar saktade aktiv avkoppling och ökad passiv styvhet. Med tiden leder detta till ökad LV fyllningstryck och kompensations utvidgningen av LA. ⁵

Även andra etiologier såsom klaffdysfunktion (mitralis-insufficiens eller stenos) och infiltrativa processer orsakar förhöjda tryck och volym i LA ^1, European Society of Cardiology stöder tillsats av LA storlek som en icke-invasiv återspegling av vänsterkammarfunktion. ⁶

Samband mellan LA volym och invasiva åtgärder för diastolisk funktion har studerats i möss. LA volym korrelerade med skillnader i funktion bestäms invasivt inom åldersgrupperna för både 14- och 31-månaders gamla mis. Under de 14 månader gamla möss, LA volym korrelerad med tre standard invasiva åtgärder av diastolisk funktion -dP / dtmin (r ² = 0,5, p <0,05), Tau (tidskonstant för avkoppling, (r ² = 0,6, p <0,05), och vänstra ventrikulära slutdiastoliska trycket (r ² = 0,25, p <0,05). För de 31 månader gamla möss, korrelationerna mellan LA volym och -dP / dtmin (r ² = 0,92, p < 0,05) och LVEDP (r ² = 0,61, p <0,05) var uppenbar men relationen med Tau var mindre tydlig. Därför LA volym ökade med diastoliskt försämring inte bara mellan grupperna men inom åldersgrupper. ⁷

Studier av hjärtfunktion i murina modeller med hjälp av kateterteknik för att utvärdera hjärtfunktionen, även om noggrann och tillförlitlig, är begränsade på grund av deras oförenlighet med upprepade bedömningar. ⁸ Alternativ till invasiva åtgärder såsom MRI och 3D ekokardiografi kan också varamer exakt än 2D ekokardiografiska tekniker, men de är dyrare; 2D ekokardiografi anses tillräcklig för LA volym utvärdering. ^{9, 10}

Bedömning av LA volym och PA diameter med ekokardiografi tillåter diskriminering mellan modeller som producerar primär ökningar av lungartären motstånd resulterar i en ökning av PA diameter med någon förändring i LA tryck eller LAV från de där lungartären och vänster förmak båda förstoring som ett resultat av förhöjda fyllnadstryck på den vänstra sidan av hjärtat. Detta tillvägagångssätt togs av Scalia et al. som visade att människor, ekokardiografiska lungartären till vänster förmak Ratio (ePLAR) är en parameter att noggrant skilja mellan patienter med lungornas kapillära hypertoni och efter capillaryhypertension. ¹¹

Protocol

Alla djuren vårdas i enlighet med de riktlinjer för National Institutes of Health Guide för skötsel och användning av försöksdjur vid Baylor College of Medicine. 1. Set-up Slå på ekokardiografisystemet. Starta programmet genom att välja "Hjärt Mätningar" från rullgardinsmenyn som visas och klicka på "Initiera". Till att börja en ny studie klicka på "Ny" -knappen på den övre delen av skärmen och ange demografisk information…

Representative Results

Bedömning av LA volym och PA diameter med ekokardiografi tillåter diskriminering mellan olika modeller där ökad lungartären motstånd resulterar i ökad PA diameter med någon förändring i LAV från de där lungartären och vänster förmak utvidgningen är både ett resultat av förhöjda fyllningstryck på vänstra sidan av hjärtat. Bilder som visar skillnaderna i de två pathophysiologies visas i figur 4. Bilder från LA och PA är från unga, hypoxi framkalla…

Discussion

Det finns tre viktiga steg för att framgångsrikt mäta LAV, aorta och PA diameter. Under Set-up är det viktigt att helt ta bort pälsen på bröstet; underlåtenhet att göra detta kommer att resultera i störningar med bildkvaliteten. Under Image Acquisition steg är det viktigt att få varje bild med sin motsvarande sond och filter som bildrutor per sekund varierar från sond till sond: det är 25 MHz och Cardiac Filter för bedömningen av LAV och 30 MHz och buken Filter för bedömning av aorta och PA diametrar. …

Materials

Vevo 770 high-resolution in vivo micro-imaging system	Visual Sonics	Vevo 770-120	Echocardiographic Equipment
707B RMV (Real time MicroVisualization) 30 MHz Scanhead with encapsulated transducer	Visual Sonics	707B-256	Real Time Microvisualization Scanhead
710B RMV (Real time MicroVisualization) 25 MHz Scanhead with encapsulated transducer	Visual Sonics	710B-159	Real Time Microvisualization Scanhead
Vevo integrated rail system including physiological monitoring unit	Visual Sonics
Inhalation Anesthesia System	VetEquip	VE2627	Anesthesia System
Isofluorane	Henry Schein	50033
Electric razor	Wahl	General supply
Hair removal cream	Nair	General supply
Transductor cream	Parker
Transductor gel	Parker
Standard Gauze pads	McKeeson	General supply
Tape	Durapore	General supply
Nose cone			For anesthesia delivery
Water
Vet eye ointment	Puralube	General supply	To prevent dryness
Cotton tipped applicators		General supply
USB Flash Drive		General supply