Murine ekkokardiografi af Venstre Atrium, Aorta, og lungepulsåren

Summary

Følgende protokol beskriver metoden til indsamling og analyse af ekkokardiografiske billeder, der anvendes til at opnå den venstre Atriel Volume (LAV), aorta (Ao) diameter, og lungepulsåren (PA) diameter i mus. Denne teknik er en ikke-invasive, ikke-terminalt procedure, som giver vurdering af kardiopulmonal funktion.

Abstract

Denne metode beskriver investigator hvordan man måler og bruge LAV som et surrogat for kroniske stigninger i venstre ventrikels diastoliske tryk gennem ekkokardiografi, samt at opnå målinger af aorta og PA diameter i mus.

Mus ældre end 10 d alder kan analyseres ved hjælp af den nuværende teknik. Teknikken består af 3 vigtigste trin: set-up, billedoptagelse, og billedanalyse. Det set-up trin består af at få musen bedøvet med 1% isofluran, barbering det, og taping det i en liggende stilling til en opvarmet EKG bord, hvor erhvervelsen billedet vil finde sted. Købet billede trin består af at lære at identificere de hjerte-strukturer og opnå alle de nødvendige billeder med sin korrespondent sonde og akse for at kunne beregne mængder og diametre. Det billedanalyse trin består i at måle de tidligere erhvervede billeder ved hjælp af computersoftware.

<p class = "jove_content"> Fordele ved den foreslåede teknik indbefatter en hurtig (15 min) procedure, som ville gøre det muligt for forskeren at vurdere interventioner i en ikke-invasive, ikke-terminalt tilgang og derfor følge samme mus over tid; hver mus kan bruges som sin egen kontrol. Dette faktum plus have den samme operatør udføre alle køb og analyse for hele eksperimentet minimerer begrænsning af operatør-afhængighed. Denne metode er nyttig til mus forskere ved kardiovaskulær og pulmonal medicin.

Introduction

Den nuværende metode lærer investigator hvordan man kan måle og bruge LAV, Aorta diameter og PA diameter med 2D ekkokardiografi hos mus under isofluran. Hjertesvigt med bevaret uddrivningsfraktion (HFpEF) hos ældre mennesker påvirker op til 10% i de 80 år og ældre ¹ og resulterer i signifikant morbiditet og mortalitet. Væsentlig dødelighed også forekomme fra pulmonal hypertension (PH), en snigende sygdom proces præsenterer sig med samme symptomer som HFpEF, hvori forhøjede pulmonale arterie tryk fører til funktionsdyspnø, progressiv højresidigt hjertesvigt, og ofte død. ² Den stigende forekomst af både HFpEF og PH tilkendegiver behovet for at udvikle en metode, der giver mulighed for præcis evaluering og overvågning af interventioner i murine modeller i en ikke-invasiv, ikke-terminal tilgang.

Aging fører til en forringelse af diastolisk funktion via ændringer i ventrikel-arterial afstivning, vaskulær dysfunktion, betændelse ^3, nedsat calcium regel ^4, nedsat β-adrenerge lydhørhed, og fysisk dekonditionering producerer bremset aktiv afslapning og øget passiv stivhed. Over tid fører dette til øget LV fyldningstryk og kompenserende udvidelse af LA. ⁵

Selvom andre ætiologier såsom valvulær dysfunktion (mitral regurgitation eller stenose) og infiltrative processer forårsage stigninger i tryk og volumen i LA ^1, European Society of Cardiology understøtter tilføjelsen af LA størrelse som en invasiv afspejling af LV-funktion. ⁶

Korrelationer mellem LA volumen og invasive målinger af diastolisk funktion er blevet undersøgt i mus. LA volumen korreleret med forskelle i funktion bestemmes invasivt inden aldersgrupper for både 14- og 31-måneder gamle mis. I de 14-måneder gamle mus, LA volumen korreleret med tre standard invasive målinger af diastolisk funktion -dP / Dtmin ^(r2 = 0,5, p <0,05), Tau (tidskonstant af afslapning, ^(r2 = 0,6, p <0,05), og venstre ventrikel, diastolisk tryk (r ² = 0,25, p <0,05). For de 31 måneder gamle mus, korrelationerne mellem LA volumen og -dP / Dtmin ^(r2 = 0,92, p < 0,05) og LVEDP (r ² = 0,61, p <0,05) var tilsyneladende selvom forholdet til Tau var mindre klar. Derfor LA steg med diastolisk svækkelse ikke kun på tværs grupper, men indenfor aldersgrupper. ⁷

Undersøgelser af hjertefunktion i murine modeller ved hjælp kateter teknikker til at evaluere hjertets funktion, selv om streng og pålidelige, er begrænset på grund af deres uforenelighed med gentagne vurderinger. ⁸ Alternativer til invasive foranstaltninger såsom MRI og 3D ekkokardiografi kan også væremere præcis end 2D ekkokardiografiske teknikker, men de er dyrere; 2D ekkokardiografi anses for tilstrækkeligt til LA volumen evaluering. ^{9, 10}

Vurdering af LA volumen og PA diameter med ekkokardiografi tillader forskelsbehandling mellem modeller, der producerer primære stigninger i lungepulsåren modstand resulterer i en stigning i PA diameter uden ændring i LA tryk eller LAV fra dem, hvor lungepulsåren og Venstre Atrium både større som et resultat af forhøjede fyldtryk i venstre side af hjertet. Denne fremgangsmåde blev taget af Scalia et al. der viste, at i mennesker, ekkokardiografisk lungepulsåren til Venstre atrial Ratio (ePLAR) er en parameter til præcist skelne mellem patienter med pulmonal kapillær hypertension og post-capillaryhypertension. ¹¹

Protocol

Alle dyr blev passet i overensstemmelse med retningslinjerne fra National Institutes of Health Guide til Pleje og anvendelse af forsøgsdyr ved Baylor College of Medicine. 1. Set-up Tænd ekkokardiografisk systemet. Start softwaren ved at vælge "Hjertemålinger" fra drop down menuen vises, og klik på "Formatér". Til at begynde en ny undersøgelse klik på knappen "Ny" på den øverste del af skærmen og indtast demografiske oplysninger af…

Representative Results

Vurdering af LA volumen og PA diameter med ekkokardiografi tillader forskelsbehandling mellem modeller, hvor øget pulmonal arterie modstand resulterer i øget PA diameter uden ændringer i LAV fra dem, hvor lungepulsåren og Venstre atrium udvidelsen er både et resultat af forhøjede fyldningstryk på venstre side af hjertet. Billeder, der viser forskellene i de to patofysiologier er vist i figur 4. Billeder af LA og PA er fra unge, hypoxi induceret pulmonær hypertens…

Discussion

Der er tre kritiske trin at kunne måle LAV, aorta og PA diametre. Under opsætning er det vigtigt at helt at fjerne pelsen på brystet; modsat fald vil resultere i interferens med billedkvaliteten. Under Image Acquisition trin er det vigtigt at få hvert billede med deres tilsvarende sonde og filter som frames per sekund varierer fra sonde til sonde: der er 25 MHz og Cardiac Filter for vurderingen af ​​LAV og 30 MHz og Abdominal Filter til vurdering af aorta og PA diametre. Forskeren kan begrænses undertiden af ?…

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