Оценка правого желудочка структуры и функции в мышиной модели легочной артерии Сужение трансторакальной эхокардиографии
Summary
Правый желудочек (RV) дисфункция имеет решающее значение в патогенезе сердечно-сосудистых заболеваний, но ограниченные методологии доступны для его оценки. Последние достижения в области ультразвуковой визуализации обеспечивают неинвазивный и точный вариант для продольного исследования RV. В данном случае мы метод шаг за шагом эхокардиографии с использованием мышиной модели перегрузки давления на колесах деталь.
Abstract
Развивающиеся клинические данные подтверждают мнение, что на колесах дисфункция имеет решающее значение в патогенезе сердечно-сосудистых заболеваний и сердечной недостаточности 1-3. Кроме того, на колесах в значительной степени зависит в легочных заболеваний, таких как гипертония легочной артерии (ПАУ). Кроме того, на колесах удивительно чувствительны к сердечной патологии, в том числе левого желудочка (ЛЖ) дисфункции, заболевания клапанов или RV миокарда 4. Чтобы понять роль RV в патогенезе заболеваний сердца, надежный и неинвазивный метод для доступа к RV структурно и функционально имеет важное значение.
Методология неинвазивный трансторакальные эхокардиография (TTE) на основе была создана и утверждена для мониторинга динамики изменений в структуре RV и функции у взрослых мышей. Наложить RV стресс, мы использовали хирургический модель сужения легочной артерии (PAC) и измерили реакцию RV над 7-дневного периода с использованием ультразвука MicroImaging высокочастотныйСистема. Ложнооперированных мышей использовали в качестве контролей. Изображения были получены в легкой анестезии мышей в начале исследования (до операции), день 0 (сразу после операции), 3-й день, и день 7 (послеоперационной). Данные анализировали, используя программное обеспечение офлайн.
Несколько акустические окна (B, M, и цветовых режимов доплеровские), которые могут быть последовательно полученные на мышах, позволили надежным и воспроизводимым измерения структуры RV (включая толщину стенки RV, конечного диастолического и конечного систолического размеров), и функция ( относительное изменение область, фракция укорочения, Пенсильвания пиковая скорость, и градиент пиковое давление) у нормальных мышей и после ПКК.
Используя этот метод, градиента давления в результате ПКК была точно измерена в реальном времени с использованием режима цветового допплеровского и был сопоставим с прямых измерений давления, выполненных с Миллар высококачественного микронаконечник катетера. Взятые вместе, эти данные показывают, что измерения RV, полученные из различных комплimentary просмотров использованием эхокардиографии надежны, воспроизводимым и может дать ответ относительно структуры RV и функции. Этот метод позволит лучше понять роль RV сердечной дисфункции.
Introduction
Исторически сложилось так, прогностическая оценка сердечной недостаточности была сосредоточена на Л.В., который легко изображения с помощью эхокардиографии. Многочисленные исследования структуры и функции ЛЖ с помощью эхокардиографии привели к установлению нормальных значений для структуры и функции ЛЖ 1,5,6. Измерения размера ЛЖ и систолической функции, полученные из двумерных и цвет доплеровских изображений имеют большое значение, поскольку они позволяют визуально разграничение отсеков и геометрии в мельчайших подробностях для РН 7. М-режим часто используется для измерения размеров ЛЖ и фракции укорочения (FS) у мышей. Интер-наблюдатель и изменчивость внутри наблюдатель низки для измерения диаметра, используя этот режим, но измерения толщины стенки, как правило, вполне переменной 7. Импульсный доплеровский с цветным (PW или цветового допплеровского) был использован для оценки клапанной регургитации 8,9.
Подобно Л.В., Р. играет важную роль и является важным рredictor заболеваемости и смертности у пациентов, страдающих сердечно-1,7,10 заболевания. Тем не менее, эхокардиографии оценка RV неотъемлемо вызов из-за его сложной формы 5,11 и его грудиной положение, которое блокирует ультразвуковые волны 8,9. Р. является в форме полумесяца структура обтекание ЛЖ и имеет сложную анатомию с тонкими стенками, которые привыкли к низким давлением и устойчивость к легочной сосудистой 6. Чтобы преодолеть повышенный сосудистое сопротивление (PVR), Р. сначала увеличивается в размерах и претерпевает гипертрофии. При хронических заболеваниях, таких как легочная гипертензия или легочного сосудистого заболевания, Р. подвергается прогрессивным расширением, в конечном итоге приводит к ухудшению систолического и диастолического функции 4,5,10.
Эхокардиография играет важную роль в скрининга и диагностики ЛАГ несмотря на некоторые ограничения, присутствующие в его клинической возможности диагностики. Основным преимуществомТТЕ заключается в том, что он является неинвазивным и что он может быть выполнена на слегка седативные или даже сознании животных 9. TTE также обеспечивает разумную оценку PA давления, а также проведения своевременной оценки изменений в структуре RV и функции 12,13. В связи с техническими достижениями в TTE, которые включают разработку высокочастотных механических зондов, что позволяет осевое разрешение около 50 мкм на глубине 5-12 мм, высокой частотой кадров (более 300 кадров / сек), и высокую частоту дискретизации , эхокардиография является выбор инструмента для работы с изображениями быстро договаривающейся небольшой размер мыши сердечный 8,11.
Продольная мониторинг функции ПЖ с помощью нескольких представлений, в том числе 2-мерной (2D) краткосрочной и долгосрочной оси, M-режиме и доплеровских акустических окон предоставить дополнительную информацию о RV анатомии и функции. В совокупности эта методология позволяет полную продольную оценку RV гемодинамики в физиологии и патологической обстановке <suр> 4,7.
При этом мы предоставляем подробный шаг за шагом методологии использования неинвазивного TTE охарактеризовать RV анатомические и функциональные изменения вторичной по отношению к ПКК у мышей.
Protocol
Representative Results
Discussion
Мы показываем, что TTE обеспечивает чувствительный и воспроизводимый методологию рутинной оценки структуры RV и функции у мышей. До появления TTE, исследования RV главным образом сосредоточена на измерении RVSP через катетеризации правых отделов сердца, терминалом и инвазивные процедуры <sup…
Divulgazioni
The authors have nothing to disclose.
Acknowledgements
Мы благодарим Фред Робертс и Крис Уайт за образцовое технической поддержки. Мы благодарим Бригама женской больницы сердечно-сосудистой физиологии Ядро для обеспечения с измерительных приборов и средств для этой работы. Эта работа была частично поддержана NHLBI предоставляет HL093148, HL086967 и HL 088533 (RL), K99HL107642 и Эллисона Foundation (SC).
Materials
| High Frequency Ultrasound | FUJIFILM VisualSonics, Inc. | Vevo 2100 | |
| High-frequency Mechanical Transducer | FUJIFILM VisualSonics, Inc. | MS250, MS550D, MS400 | |
| Millar Mikro Pressure Catheter | Millar | SPR-1000 |
Riferimenti
- Anavekar, N. S., et al. Usefulness of right ventricular fractional area change to predict death, heart failure, and stroke following myocardial infarction (from the VALIANT ECHO Study). Am. J. Cardiol. 101, 607-612 (2008).
- Berger, R. M., Cromme-Dijkhuis, A. H., Witsenburg, M., Hess, J. Tricuspid valve regurgitation as a complication of pulmonary balloon valvuloplasty or transcatheter closure of patent ductus arteriosus in children < or = 4 years of age. Am. J. Cardiol. 72, 976-977 (1993).
- Marwick, T. H., Raman, S. V., Carrio, I., Bax, J. J. Recent developments in heart failure imaging. JACC Cardiovasc. Imaging. 3, 429-439 (2010).
- Souders, C. A., Borg, T. K., Banerjee, I., Baudino, T. A. Pressure overload induces early morphological changes in the heart. Am. J. Pathol. 181, 1226-1235 (2012).
- Karas, M. G., Kizer, J. R. Echocardiographic assessment of the right ventricle and associated hemodynamics. Prog. Cardiovasc. Dis. 55, 144-160 (2012).
- Lindqvist, P., Calcutteea, A., Henein, M. Echocardiography in the assessment of right heart function. Eur. J. Echocardiogr. 9, 225-234 (2008).
- Rudski, L. G., et al. Guidelines for the echocardiographic assessment of the right heart in adults: a report from the American Society of Echocardiography endorsed by the European Association of Echocardiography, a registered branch of the European Society of Cardiology, and the Canadian Society of Echocardiography. J. Am. Soc. Echocardiogr. 23, 685-713 (2010).
- Scherrer-Crosbie, M., Thibault, H. B. Echocardiography in translational research: of mice and men. J. Am. Soc. Echocardiogr. 21, 1083-1092 (2008).
- Thibault, H. B., et al. Noninvasive assessment of murine pulmonary arterial pressure: validation and application to models of pulmonary hypertension. Circ. Cardiovasc. Imaging. 3, 157-163 (2010).
- Polak, J. F., Holman, B. L., Wynne, J., Right Colucci, W. S. ventricular ejection fraction: an indicator of increased mortality in patients with congestive heart failure associated with coronary artery disease. J. Am. Coll. Cardiol. 2, 217-224 (1983).
- Tanaka, N., et al. Transthoracic echocardiography in models of cardiac disease in the mouse. Circulation. 94, 1109-1117 (1996).
- Benza, R., Biederman, R., Murali, S., Gupta, H. Role of cardiac magnetic resonance imaging in the management of patients with pulmonary arterial hypertension. J. Am. Coll. Cardiol. 52, 1683-1692 (2008).
- Lang, R. M., et al. Recommendations for chamber quantification. Eur. J. Echocardiogr. 7, 79-108 (2006).
- Tarnavski, O., McMullen, J. R., Schinke, M., Nie, Q., Kong, S., Izumo, S. Mouse cardiac surgery: comprehensive techniques for the generation of mouse models of human diseases and their application for genomic studies. Physiol. Genomics. 16, 349-360 (2004).
- Schulz-Menger, , et al. Standardized image interpretation and post processing in cardiovascular magnetic resonance: Society for Cardiovascular Magnetic Resonance (SCMR) Board of Trustees Task Force on Standardized Post Processing. J. Cardiovasc. Magn. Reson. 15, 35 (2013).
- Williams, R., et al. Noninvasive ultrasonic measurement of regional and local pulse-wave velocity in mice. Ultrasound Med. Biol. 33, 1368-1375 (2007).
- Senechal, M., et al. A simple Doppler echocardiography method to evaluate pulmonary capillary wedge pressure in patients with atrial fibrillation. Echocardiography. 25, 57-63 (2008).
- Frea, S., et al. Echocardiographic evaluation of right ventricular stroke work index in advanced heart failure: a new index. J. Card. Fail. 18, 886-893 (2012).
- Pokreisz, P. Pressure overload-induced right ventricular dysfunction and remodelling in experimental pulmonary hypertension: the right heart revisited. Eur. Heart J. Suppl. , H75-H84 (2007).
- Bauer, M., et al. Echocardiographic speckle-tracking based strain imaging for rapid cardiovascular phenotyping in mice. Circ. Res. 108, 908-916 (2011).
