Medicine

המדידה האקוקרדיוגרפית של פרמטרים של הימני החדרית בעכבר

Published: April 27, 2019 doi: 10.3791/58021

Bakytbek Egemnazarov¹, Grazyna Kwapiszewska^1,2, Leigh M. Marsh¹

¹Ludwig Boltzmann Institute for Lung Vascular Research, ²Department of Physiology, Otto Loewi Research Center, Medical University of Graz

Summary

כאן אנו מתארים ומשווים שתי עמדות לקבלת השקפה של ארבעה קאמריים בעכברים. תנוחות אלה מאפשרות את כימות התפקוד הימני של הפונקציה, לספק תוצאות דומות, ניתן להשתמש לסירוגין.

Abstract

בתפקוד הדיאסטולי היא תכונה בולטת של הימין הנכון (RV) שיפוץ הקשורים בתנאים של עומס יתר של לחץ. עם זאת, הפונקציה RV הדיאסטולי מכמת לעתים נדירות במחקרים ניסיוניים. זה יכול להיות בגלל הקשיים הטכניים בהדמיה של הקרוואן בנוף הרשמי ארבע-קאמרית של מכרסמים. כאן אנו מתארים שתי תנוחות הקלה על ההדמיה של השקפה הארבעה קאמרית הרשמי בעכברים כדי להעריך את הפונקציה RV הדיאסטולי.

התצוגה הרביעית-קאמרית מופעלת על-ידי הטיית פלטפורמת קיבוע העכבר לשמאל ולאי (LeCa) או לימין ולגולגולת (ריצ'ר). שני המיקומים מספקים תמונות של איכות דומה. התוצאות של הפונקציה RV הדיאסטולי שהתקבלו משתי מיקומים אינם שונים באופן משמעותי. קל לבצע את שני המיקומים זהובה. פרוטוקול זה ניתן לשלב בפרוטוקולים שפורסמו ומאפשר חקירות מפורטות של הפונקציה RV.

Introduction

בתפקוד הדיאסטולי היא תכונה בולטת של הנכון של המוח הימני (RV) שיפוץ¹ והוא משויך עם עומס הלחץ בתנאים². אקו-קרדיוגרפיה (אכאוקg) ניתן להשתמש לאפיון של בתפקוד הדיאסטולי של RV³^,⁴. למרות ההתפתחויות האחרונות באקו בעלי חיים קטנים, מדידות של פרמטרי דיאסטולי מדווחים לעתים נדירות. לעומת זאת, המידות של הפונקציה הסיסטולי משמשות רבות לאפיון עכברים טרנסגניים⁵, כמו גם להערכת תגובת הטיפול⁶.

זה יכול להיות מוסבר בחלקו על ידי הקשיים במדידה של הפרמטרים הדיאסטולי מהנוף ארבעה הקאמרית הרשמי. ויזואליזציה של הלב בתנוחה זו ניתן להקל על ידי הטיית פלטפורמת הקיבעון LeCa או ריצ'ר. גם אם נעשה שימוש במניפולציות האלה, echocardiographers לא תדווח עליהם בכתבי היד⁴^,⁷. לכן, לא ברור אם מניפולציות אלה מספקות תוצאות דומות. יתר על כן, זה גם מונע התפתחות של מינוח מתוקננת של מיקום זה עבור עכברים.

מטרת מחקר זה הייתה לתאר שתי עמדות עבור הדמיית תצוגה ארבע-קאמרית ולהשוות את תוצאותיהם. כדי לקבוע את ההבדלים בין שתי התנוחות, יש לנו מנוצל העכבר פסי עורק הריאות (PAB) מודל, שבו הקליפ טנטלום מוביל לחסימה חלקית של עורק הריאות. . ותפקוד לקוי של החדר הימני פרטים מלאים על פעולת ה-PAB ניתן למצוא בעבודהשפורסמה בעבר. עכברים מופעלים, שבו הקליפ הוצב ליד עורק הריאות, שימשו להשוואה. החקירות של אפעה בוצעו שלושה שבועות לאחר הניתוח באמצעות מערכת הדמיה עם ראש הסריקה 30 MHz (ראה טבלת חומרים עבור שניהם). מינוח לתיאור המיקומים והכיוונים בין העכבר לבין קרן האולטרסאונד משמש כמתואר על ידי ג'ואו ואח '⁷.

Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.

Protocol

המחקר בוצע על פי תקנות לאומיות לניסויים בבעלי חיים והוראת האיחוד האירופי 2010/63. הכנת ציוד כמתואר בעבר על ידי בריטני et al^.8.

1. הכנת העכבר

השיגו 12 עד 13 שבוע גברים C57Bl6/J עכברים והבית אותם עם 12 h מחזור אור/כהה, בטמפרטורת חדר קבוע, עם גישה למעלה libitum לאכול מעבדה רגילה ומים, עד תחילת הניסוי.
מורדם העכבר באמצעות הרדמה כללית אושרה על ידי המכון ולבדוק את היעדר תגובה צביטה הבוהן. תחת הרדמה קלה עם isofלוריאן 0.8%-1.2%, לתקן את העכבר על מצע מחומם. החל ג'ל אלקטרודה על הגפיים שלו על הניטור המתמשך של קצב הלב והטמפרטורה שלו.
להסרת שיער החזה של העכבר באמצעות קרם אפילציה. כדי להפחית את הלחץ על החזה שלה, לא להחיל את ג'ל צימוד אולטרסאונד ישירות על החזה; ליתר דיוק, להחיל שכבה של ג'ל על קצה התמר.

2. רכישת תמונה

השקפה של ארבעה קאמריים עם זווית שמאלית וזנב של הרציף
1. לאחר הכנת העכבר, שאיפה את הרציף שמאלה בשעה 10 ° – 15 ° ולאחר מכן הנחת 10 ° – 15 °.
2. הצב את המתמר מעל הפיסגה עם מישור ההדמיה ~ 45 ° למישור הקורולי והציר המרכזי של קרן האולטרה-סאונד בבימויו של הגולגולת, האחורי, ושמאלה כדי לקבל את התצוגה הרביעית קאמרית. לחץ על לחצן מצב b כדי להפעיל את התמונה במצב b/דו-ממדי.
  הערה: התמר יכול להיות מוחזק באופן ידני או קבוע על ידי שלב. המונח "B-mode" מגיע ממערכת הדמיה שהיתה בשימוש במקום המונח המוכר יותר "דו מימדי" (2-D) והוא משמש לאורך כל הפרוטוקול.
3. חפש את המראה של המבנים הבאים בחלון האקוסטי: החדר השמאלי (LV), אטריום שמאל (לוס אנג'לס), הקרוואן, האטריום הימני (RA), צניפי שסתום (MV), ואת תלת-צניפי שסתום (טלוויזיה).
4. לתמרן את מישור ההדמיה במישור הקורילי ולסובב שעון-ונגד כיוון השעון סביב הציר המרכזי עד שני החדרים הם דמיינו בממד הארוך ביותר שלהם הן אטריה גלויים. זוהי ההשקפה הארבע-קאמרית (איור 1).
5. לחץ על הלחצן Cine store כדי לשמור את ההקלטה.
6. לחץ על לחצן הסריקה/הקפאה כדי להשהות את המערכת.
מדידת מהירויות זרימת הדם הtranstricuspid
1. לחץ על לחצן הסריקה/ההקפאה כדי להפעיל את המערכת.
2. לחץ על לחצן כיסוי מספר פעמים כדי להפעיל את אמצעי האחסון לדוגמה עבור pw (גל פעמו) מצב.
3. בזמן שמירה על התצוגה המתקבלת ארבע-קאמרית, השתמש בכדור העקיבה כדי למקם את נפח המדגם בפתיחת השסתומים התלת-צניפי למדידת מהירויות הזרימה הנכנס (E ומהירויות שיא).
4. לחצו על הלחצן ' מצב Pw ' למדידת מהירויות הזרימה הנכנס (E ומהירויות שיא).
  הערה: מכיוון ששסתומים תלת-צניפי קשים להמחיש בתנוחה זו, ביצוע מדידות מספר מסייע ליישר כראוי את עוצמת הדגימה עם זרימת הדם. בצע את דגימת דופלר עם זווית השכיחות הקטנה ביותר בין קרן דופלר לכיוון זרימת הדם. הפרופיל המתקבל מזרימת הדם אמור להתאים לקריטריונים הבאים: 1) פרופיל זרימה בדומה לצורת M עם הפסגה הראשונה הנמוכה מהשניה; 2) אפנון הנשימה עם משרעת מוגברת על ההשראה; 3) משרעת מקסימלית של המהירויות במספר מדידות (איור 2).
5. לחץ על הלחצן Cine store כדי לשמור את ההקלטה הממוטב.
6. לחץ על לחצן הסריקה/הקפאה כדי להשהות את המערכת.
מדידה של טיול סיסטולי של המטוס תלת-צניפי טבעתי (טאפסה)
1. לחץ על לחצן הסריקה/ההקפאה כדי להפעיל את המערכת.
2. עבור אל מצב B על-ידי לחיצה על לחצן מצב b . מניפולציות מסוימות על התמונה עשויות להיות נחוצות כדי להחזיר את הנוף הנכון לארבעה קאמריים.
3. לחץ על לחצן כיסוי מספר פעמים כדי להפעיל את הנפח לדוגמה של מצב M. באמצעות כדור העקיבה, ליישר את הנפח לדוגמה עם החלק הרוחבי של תלת-צניפי lus השנתי. על-ידי משיכת הקצוות של הנפח לדוגמה באמצעות כדור העקיבה, ליישר את אורך הנפח לדוגמה כדי לכסות את משרעת כולה של תנועת הלב במהלך מחזור הלב.
4. לחץ על לחצן מצב m כדי להפעיל מצב m. תנועות תלת-צניפי lus השנתי אמור להופיע גל (איור 2).
5. לחץ על הלחצן Cine store כדי לשמור את ההקלטה.
6. לחץ על לחצן הסריקה/הקפאה כדי להשהות את המערכת.
מדידה של רקמה דופלר פרמטרים
1. לחץ על לחצן הסריקה/ההקפאה כדי להפעיל את המערכת.
2. לחץ על לחצן מצב b כדי להפעיל מצב b.
  הערה: מניפולציות מסוימות באמצעות שויון במישור הסובב ובשעון הרוטציה-וכנגד כיוון השעון סביב הציר המרכזי של התמונה, ייתכן שיהיה צורך להחזיר את הנוף הנכון של ארבעת הקאמריים.
3. לחץ על לחצן שכבת-על במספר פעמים כדי להפעיל את עוצמת הדגימה עבור TDI (הדמיה דופלר של הרקמה). באמצעות כדור העקיבה, ליישר את הנפח לדוגמה עם החלק הרוחבי של תלת-צניפי lus השנתי, שם הקיר חינם RV יוצר זווית עם שסתום תלת-צניפי. על-ידי משיכת הקצוות של הנפח לדוגמה באמצעות כדור העקיבה, להתאים את הנפח לדוגמה כדי לכלול הן הסיסטולי ואת המיקומים קיצוניים הדיאסטולי של השנתי.
4. לחצו על הלחצן ' רקמה ' להפעלת מצב TDI.
  הערה: מעקב צהוב של הקלטת TDI מופיע בהתאם לקריטריונים הבאים: 1) הקלטה הדומה לצורת M הפוכה; 2) בבירור E ' ו ' פסגות במהלך דיאמו S ' שיא במהלך systole; 3) משרעת מקסימלית של המהירויות במספר מדידות (איור 2).
5. לחץ על הלחצן Cine store כדי להקליט תמונה ממוטבת.
6. לחץ על לחצן הסריקה/הקפאה כדי להשהות את המערכת.
השקפה מארבע-קאמרית עם זווית ימנית וגולגולתית של הרציף
1. שאיפה את הרציף ימינה ב 10 ° – 15 ° ולאחר מכן הגולגולת ב 10 ° – 15 °. בצע את המידות כפי שתוארו בסעיפים הקודמים עבור שלבי LeCa (שלבים 2.1, 2.2, 2.3 ו-2.4).
  הערה: במהלך החקירה, מומלץ להיות מרוצה בין 0 ל-1.2 כדי לשמור על קצב לב העכבר ב-400 – 440. בטווח זה, פסגות נפרדות של זרימת הדם transtricuspid ורקמות דופלר (DTI) המהירויות הן מדידה. כדי למנוע את השפעת אובדן החום על הימודינמיקה, הנתונים נרשמים והניתוח מבוצע במצב לא מקוון. רק אותות שהתקבלו בתפוגת הסוף משמשים לניתוח. המידות של 3-5 פעימות לב ממוצעים.

Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.

Representative Results

התצוגה הרביעית-קאמרית קשה להשגה בעכברים. לכן, מניפולציות על מיקום הפלטפורמה יכול לעזור להמחיש את הלב על ידי שינוי מיקומו בחזה. הטיית הפלטפורמה שמאלה וימינה שיפרה את החלון האקוסטי וסיפק תמונות של איכות דומה במצב B (איור 1). לאחר קבלת המיקומים הנכונים, מדידות ב-PW-, M-, ו-TDI-מצבי סיפק תמונות של איכות דומה (איור 2). המדידה של הפרמטרים דיאסטולי בוצעה על מזויפים ו-PAB מופעלים עכברים (טבלה 1). שני המיקומים (ריצ'ר ו LeCa) נתן תוצאות דומות בפרמטרים דיאסטולי (שולחן 2). יתרה מזאת, החקירות בשתי העמדות חשפו הבדלים דומים בין קבוצות ה-PAB (שולחן 2, המבחן של דאננט). ניתוח המתאם חשף הסכם טוב בין ערכים שהתקבלו משתי עמדות מונחה אלה (איור 3). כמו קבוצות קטנות של בעלי חיים שימשו למחקר זה, בדיקות לא פרמטרית הוחלו⁹^,¹⁰. שינויים פנים-משקיף לפרמטרים מסוימים שנותחו פורסמו בעבר³.

איור 1 : תמונות מייצגות של הנוף הרשמי של ארבעת הקאמריים. התצוגה הרביעית-קאמרית מופעלת על-ידי הטיית פלטפורמת קיבוע העכבר לשמאל ולאי (LeCa) או לימין ולגולגולת (ריצ'ר). LA = אטריום שמאל; LV = חדר שמאלי; רע = פרוזדור ימני; קרוואן = החדר הימני. אנא לחץ כאן כדי להציג גירסה גדולה יותר של איור זה.

איור 2 : תמונות מייצגות של מדידות ה-טאפסה, TDI, ו-transtricuspid flow שהתקבלו משני מיקומים מונכים ארבעה חדרי תצוגה. טאפסה = התלת-צניפי השנתי מטוס לסיור סיסטולי; E ' = שיא מוקדם של מהירות הרפיה חדרית הימני; A ' = שיא מאוחר של מהירות הרפיה חדרית הימני; S ' = מהירות של התכווצות חדרית הימני; E = הפסגה המוקדמת של תלת-צניפי הדיאסטולי זרימה; A = שיא מאוחר של הדיאסטולי תלת-צניפי זרימה. שים לב לשינוי בפרופיל זרימת הדם הtranstricuspid בהשראה (Insp). אנא לחץ כאן כדי להציג גירסה גדולה יותר של איור זה.

איור 3 : ניתוח מתאם של נתונים שהתקבלו משני מיקומים מונחה. ניתוח המתאם בוצע במבחן שאינו פרמטרי ספרמן. אנא לחץ כאן כדי להציג גירסה גדולה יותר של איור זה.

Table 1
שולחן 1: אפיון הקבוצות המופעלות שלושה שבועות לאחר הניתוח. RVFW = עובי הדופן של הקיר חינם. VTI = מרווח זמן מהירות.

Table 2
טבלה 2: השוואת התוצאות שהתקבלו מן הנוף הרשמי ארבע-קאמרית הקלה על ידי caudal שמאל או ימין פלטפורמת הגולגולת הימנית. הפרמטרים הפונקציונליים של הקרוואן הנגזר מוצגים. כמו כל עכבר נחקר בשני התפקידים, הדירוג החתום ווילקוסון שימש להשוואות פנים-קבוצתיות. ^§ p > 0.05 בין ריצ'ר לבין leca. מבחן קרוקל-ווליס, ואחריו הבדיקה הפוסט-הוק של דאננט, שימש להשוואות קבוצתיות מרובות. התוצאות של שתי השוואות בין קבוצות נבחרות מוצגות בטבלה. * p < 0.05, * * p < 0.01. PAB = פסי עורק ריאתי; LeCa = להטות caudal שמאל; ריצ'ר = הטיית הגולגולת הימנית; E = הפסגה המוקדמת של תלת-צניפי הדיאסטולי זרימה; A = הפסגה המאוחרת של תלת-צניפי הדיאסטולי זרימה; טאפסה = התלת-צניפי השנתי מטוס לסיור סיסטולי; e ' = שיא מוקדם של מהירות הרפיה חדרית הימני; a ' = שיא מאוחר של מהירות הרפיה חדרית הימני; S ' = מהירות של התכווצות חדרית הימני; משאבי אנוש = שיעור לב; bpm = פעימות לדקה.

Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.

Discussion

הפונקציה של RV אקו לב והערכת ממדים ממיקומים parasternal תוארו היטב. לעומת זאת, העמדה האפיical בהאקו העכבר הוזפה חלקית עקב קשיים טכניים. באמצעות מיקום פלטפורמה אופקית, קשה להשיג חלון אקוסטי מספיק לדימות תצוגה של ארבעה קאמריים. כדי להקל על הדמיה של תנוחה זו, הפלטפורמה יכולה להיות מוטה שמאלה, מניפולציה דומה מיקום צד שמאל של חולים. זה צריך להביא למיקום שמאלי ומיקום מעולה יותר של הלב, ובכך לשפר את החלון האקוסטי. לכן, LeCa היא העמדה הסטנדרטית שלנו להדמיה הדמיית. עם זאת, בתוך כ 30% – 35% של עכברים, איכות התמונה במיקום זה יכול להיות מספיק. כאן, הדמיה בתנוחת ריצ'ר יכולה להועיל.

ממיקומים אלה, transtricuspid זרימת הדם המהירויות (E ו-A) ורקמות דופלר מהירויות (E ' ו-A) ניתן למדוד, מתן מידע על הפונקציה RV הדיאסטולי. הבחנו בקורלציה טובה בין פרמטרי TDI שהתקבלו משתי העמדות. פחות משביע רצון היה הקורלציה של אי. באופן כללי, ההדמיה של פרופיל זרימת הדם הטרנססטריסיטטרדית הייתה החלק המאתגר ביותר בפרוטוקול שהוצג כאן והציג את ההבדלים הגבוהים ביותר. המדידה של טאפאוז ו-S על ידי הרקמה דופלר סיפק הערכה של הפונקציה הסיסטולי של RV. עם זאת, לאור הממצאים האחרונים, המשמעות הפיזיולוגית של טאפסה אינה ברורה¹¹. אנחנו לא באופן קבוע למדוד את האזור החלקי RV של התכווצות מן העמדה פסגה כי, בתנאים של עומס יתר של לחץ, החלק לרוחב של הקרוואן המורחב מכוסה חלקית על ידי עצם החזה ולא גלוי לחלוטין מעמדה זו³. לפיכך, ההדמיה של המעמד האפירשמי בעכברים מאפשרת את המדידה של הפרמטרים המשמשים באופן שגרתי במרפאה, ובכך, מספק מידע נוסף, אשר מאפשר אפיון פונקציונלי מלאה יותר.

המתח, ניתוח קצב הזנים, ואקו מעקב מיוחד הם שיטות הרומן של אולטרסאונד לב¹². רגישות גבוהה שלה יכול לזהות בתפקוד הלב בשלבים הראשוניים¹³ ויש לו את הכוח לחזות את התמותה¹⁴; לפיכך, היישום שלו מוצדקת גם במחקרים ניסיוניים. למרבה הצער, בעכברים, הקיר החופשי RV מוסתר חלקית מאחורי הצל של עצם החזה, אשר עלול לעכב את ניתוח של מתח. יתר על כן, ניתוח כתם דורש איכות תמונה טובה ויזואליזציה של הקיר חינם כולו.

מערכת לב וכלי דם מגיבה במהירות לשינויים בתנוחה על ידי הפעלת מנגנוני baroreceptor¹⁵. לפיכך, ניתן לצפות שזווית הגולגולת של הפלטפורמה תגרום לשינויי השתקפות בפרמטרי הלב הנמדדים. אכן, הן הראש למעלה ומיקום ההטיה מראש למטה גרמו לשינוי חולף בקצב הלב ובציר החשמלי הקרדיולוגי בעכברים¹⁶. בעוד ש90 מעלות ראש מעלה גורם לקצב לב מוגבר, הטיה 90 מעלות ראש למטה גרם ארעי ומבחינה סטטיסטית האטה. לעומת זאת, אנו ממליצים להטיית העכבר רק ב-10 ° – 15 ° לכל כיוון. שינויים קלים אלה בתנוחה לא גרמו לperturbances דינמיים מדידים.

הפונקציה LV דיאסטולי בעכברים הוא עוד אזור למחקר חסר. למרות שלא נבדק במחקר זה, הפרוטוקול המוצג כאן צריך להיות מסוגל לשמש לכמת של הפונקציה LV דיאסטולי.

מגבלות תאורתיות ומעשיות של החיה הקטנה אפעה מתוארות בפרוטרוט במקומות אחרים⁸. בפרוטוקול זה, מדידות מתבצעות בשיעורי לב של 400 – 440 bpm. בטווח זה של קצב הלב, מדידות של פסגות E ו מהירות, כמו גם של מדדי TDI, הם אפשריים. , בשיעורי לב גבוהים, מיזוג פסגות. הפיכת כימות בלתי אפשרית מאחר שקצב הלב הפיזיולוגי של העכברים הוא 500-600 bpm, קצב הלב המשמש בפרוטוקול זה הוא נמוך למדי. אף על פי כן, המידות בטווח הלב הזה מופיעות באופן אמין ומאפשרות הבחנה בין הפיזיולוגי ופנוטיפים לתפקוד³.

תיארנו פרוטוקול עבור שני מיקומים הקלה על הערכה של פרמטרים פונקציונליים של RV מפני נוף ארבע-קאמרית בעכברים. המיקומים מספקים תוצאות דומות וניתן להשתמש בהם לסירוגין.

Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.

Disclosures

. למחברים אין מה לגלות

Acknowledgments

המחקר מומן על ידי מכון לודוויג בולצמן למחקר כלי דם ריאה.

Materials

Name	Company	Catalog Number	Comments
RMV-707B scan head 30 MHz	Visual Sonics	P/N 11459	mouse scan head
VisualSonics Vevo 770® High-Resolution Imaging System	Visual Sonics	770-230	ultrasound machine
Veet depilation creme for sensitive skin	Veet	07768307
Surgical tape Durapore 3M	3M Deutschland GmbH	1538-1	for fixation
Askina Brauncel cellulose swabs	B.Braun	9051015
Aquasonic ultrasound gel	Parker Laboratories Inc.	BT025-0037L
Electrode Gel	GE medical systems information technologies Inc.	2034731-002	apply to extremities for countinous ECG and heart rate monitoring
Thermasonic gel warmer	Parker Laboratories Inc.	82-04-20	to reduce heat loss warm up the ultrasound gel before use