Трансторакальная эхокардиографическая экспертиза в модели кролика
Summary
Здесь мы описываем, шаг за шагом, подробный протокол для выполнения эхокардиографии в модели кролика. Мы показываем, как правильно получить различные эхокардиографические виды и визуализации самолетов, а также различные режимы визуализации, доступные в клинической системе эхокардиографии, обычно используемой у пациентов с человеком и ветеринарией.
Abstract
Большие модели животных, такие как кролик, ценны для трансляционных доклинических исследований. Кролики имеют подобную сердечную электрофизиологию сравненный к тому из людей и того из других больших животных моделей such as собаки и свиньи. Тем не менее, модель кролика имеет дополнительное преимущество более низких расходов на техническое обслуживание по сравнению с другими крупными моделями животных. Продольная оценка сердечной функции с использованием эхокардиографии, при надлежащей реализации, является полезной методологией для доклинической оценки новых методов лечения сердечной недостаточности с уменьшенной фракцией выброса (например, регенерацией сердца). Правильное использование этого неинвазивного инструмента требует внедрения стандартизированного протокола экспертизы в соответствии с международными руководящими принципами. Здесь мы описываем, шаг за шагом, подробный протокол под контролем ветеринарных кардиологов для выполнения эхокардиографии в модели кролика, и продемонстрировать, как правильно получить различные эхокардиографические мнения и изображения самолетов, а также различные режимы визуализации, доступные в клинической системе эхокардиографии, обычно используется у пациентов с людьми и ветеринарными клиниками.
Introduction
Продольная оценка сердечной функции в крупных моделях животных является надежной методологией исследования, обычно используемой для оценки воздействия новых методов лечения ишемической и неишемической кардиомиопатии. Среди нескольких методов сердечно-сосудистой визуализации, доступных для доклинических исследований, эхокардиография широко используется из-за его неинвазивных и портативных характеристик. В опытных руках эхокардиография также является очень воспроизводимым методом визуализации для изучения анатомии сердца, а также систолической и диастолической функции сердца.
Большие доклинические модели животных, такие как свиньи, собакии кролики, имеют первостепенное значение для доклинических трансляционных исследований 1,2,3. Действительно, потенциальная выгода от новых методов лечения, таких как сердечная регенеративная медицина в условиях кардиомиопатии требует обширного тестирования гипотез в больших доклинических моделях, прежде чем они могут быть рассмотрены для использования человеком2,4 . По сравнению с другими крупными доклиническими моделями, модель кролика предлагает некоторые преимущества, в том числе его низкие расходы на техническое обслуживание, что сопоставимо с мышами и крысами. Однако, в отличие от мышей и крыс, транспортная система CaNo 2 и сердечная электрофизиология аналогичны у кроликов, как у людей, так и у других крупных моделей животных, таких как собаки и свиньи, тем самым увеличивая трансляционный потенциал кролика модель1,5. Поэтому кролик, как большая экспериментальная доклиническая модель, обладает исключительным балансом затрат и воспроизводимости доклинических трансляционных исследований.
Кролик имеет дополнительное преимущество своей удобства для эхокардиографической визуализации с использованием клинических ультразвуковых блоков, обычно используемых в человеческих и ветеринарных пациентов, тем самым пользуясь превосходством гармонической визуализации и состоянии современных Технологии. Для этого, сектор преобразователей (также известный как фазовый массив) относительно высокой частоты (до 12 МГц), таких, как те, которые используются в неонатальной / детской кардиологии, являются предпочтительными. Эхокардиографическое обследование в доклинической модели кролика позволяет полную оценку систолической и диастолической функции с использованием нескольких представлений и различных режимов, доступных в современных эхокардиографических блоках (например, непрерывная волна Доплера (CWD), импульсно-волновой доплеровской (PWD) и тканей доплера изображений (TDI)).
Эхокардиография является технологией, зависящей от оператора, и поэтому требует обширной подготовки и основных знаний этой методики в соответствии с международными руководящими принципами. Часть этого обучения может быть облегчена с визуализацией видео подробно объяснить, как различные эхокардиографические виды могут быть получены. Достижение высокой компетентности в эхокардиографической визуализации, а также разработка стандартизированного протокола и правильной техники, необходимы для минимизации влияния оператора и получения надежных количественных данных, как это требуется в строгом научных исследований.
Некоторые соображения необходимы относительно системы и установки лаборатории используемой для echocardiography в кроликах и других больших животных моделях. Для стандартной трансторакальной эхокардиографической оценки сердечной функции ультразвуковая система должна включать в себя следующие условия: двухмерный режим (B-режим или 2D), режим движения (M-режим), цвет Доплера, а также CWD, PWD и TDI. Кроме того, машина должна иметь полный сердечный анализ и измерение программного обеспечения установлены, а также достаточное пространство внутреннего жесткого диска для хранения достаточно высокого качества цифровых неподвижных изображений и видео петли для автономного анализа. Некоторые системы используют линейные преобразовыватели массива; однако, для лучшей визуализации сердца, фазированные массива сектора преобразователей с небольшим диаметром головы сканирования являются предпочтительными, потому что они позволяют легче проход ультразвуковых волн через узкие межреберные пространства. Для кроликов мы используем относительно высокочастотные преобразователи (до 12 МГц). Положение животного для визуализации имеет первостепенное значение для получения изображений хорошего качества. Таким образом, как правое, так и левое боковое лежачие положения рекомендуется для получения всех стандартных самолетов изображения во время эхокардиографического обследования. Для этого рекомендуется столс с выемкой, которая совпадает с сердечной областью грудной клетки(рисунок 1A). Эта зазубренная таблица облегчает доступ с преобразователем в область грудной клетки, которая будет отсканирована, и, следовательно, позволяет свободноподвижность руки оператора вист поддержания наилучшего сканирующего положения животного. Позиционирование животного в боковом положенияле лежачего приводит к падению сердца к преобразовательу и высоте легких, а также расширению окна доступа ультразвукового луча через межреберные пространства, тем самым улучшая общую визуализацию качество(рисунок 1A). Эхокардиографическое обследование должно проводиться в ослепленном порядке и в соответствии с руководящими принципами Комитета эхокардиографии Американского колледжа ветеринарной внутренней медицины и Американского общества эхокардиографии/Европейского Ассоциация сердечно-сосудистой визуализации6,7,8.
Часть нашей научной группы связана с кардиологической службой ветеринарной педагогической больницы, которая ежедневно посещает ветеринарных пациентов (например, собак и кошек), для которых она имеет соответствующую подготовку и аккредитацию в области ветеринарной кардиологии и эхокардиография, и его различные методы визуализации, а также обширный опыт в визуализации различных размеров животных пациентов и грудной конформации с этой техникой. Кроме того, мы обычно используем эхокардиографию для продольной оценки сердечной функции в модели кроликакардиомиопатии, индуцированной антрациклинами 9. Здесь мы описываем пошагу протокол эхокардиографии для оценки сердечной функции с помощью клинического ультразвукового блока в большой доклинической модели, такой как кролик. Этот протокол адаптирован для текущих международных руководящих принципов8и включает в себя практические рекомендации, основанные на нашем собственном опыте в клинических и экспериментальных условиях.
Protocol
Representative Results
Discussion
Мы описали протокол для эхокардиографического исследования параметров сердечной функции укролика, представляющий большую доклиническую модель 1,2,3. Пошаговая методология, описанная в данном проекте, должна рассматриваться как руков?…
Disclosures
The authors have nothing to disclose.
Acknowledgements
Эта работа была частично поддержана: Фонд Санеца, Агенсия де Сьенсия и Текнология, Реджион де Мурсия, Испания (JT) (Грант номер: 11935/PI/09) и Университет Рединга, Соединенное Королевство (AG, ГБ) (Центральное финансирование). Спонсоры не принимали никакого значения в разработке, сборе и анализе данных, принятии решения о публикации или подготовке рукописи.
Materials
| Bluesensor | Medicotest | 13BY1062 | Disposable adhesive ECG lectrodes |
| Domtor (Medetomidine) | Esteve | CN 570686.3 | Veterinary prescription is necessary |
| HD11 XE Ultrasound System | Philips | 10670267 | Echocardiography system. |
| Heating Pad | Solac | CT8632 | |
| Imalgene (Ketamine) | Merial | RN 9767 | Veterinary prescription is necessary |
| Omnifix-F 1 ml syringe | Braun | 9161406V | |
| S12-4 | Philips | B01YgG | 4-12 MHz phase array transducer |
| Ultrasound Transmision Gel (Aquasone) | Parker laboratories Inc. | N 01-08 |
References
- Pogwizd, S. M., Bers, D. M. Rabbit models of heart disease. Drug Discovery Today Disease Models. 5, 185-193 (2008).
- Gandolfi, F., et al. Large animal models for cardiac stem cell therapies. Theriogenology. 75, 1416-1425 (2011).
- Harding, J., Roberts, R. M., Mirochnitchenko, O. Large animal models for stem cell therapy. Stem Cell Research & Therapy. 4, 23 (2013).
- Chong, J. J., Murry, C. E. Cardiac regeneration using pluripotent stem cells–progression to large animal models. Stem Cell Research. 13, 654-665 (2014).
- Del, M. F., Mynett, J. R., Sugden, P. H., Poole-Wilson, P. A., Harding, S. E. Subcellular mechanism of the species difference in the contractile response of ventricular myocytes to endothelin-1. Cardioscience. 4, 185-191 (1993).
- Sahn, D. J., DeMaria, A., Kisslo, J., Weyman, A. Recommendations regarding quantitation in M-mode echocardiography: results of a survey of echocardiographic measurements. Circulation. 58, 1072-1083 (1978).
- Thomas, W. P., et al. Recommendations for standards in transthoracic two-dimensional echocardiography in the dog and cat. Echocardiography Committee of the Specialty of Cardiology, American College of Veterinary Internal Medicine. Journal of Veterinary Internal Medicine. 7, 247-252 (1993).
- Lang, R. M., et al. Recommendations for cardiac chamber quantification by echocardiography in adults: an update from the American Society of Echocardiography and the European Association of Cardiovascular Imaging. European Heart Journal Cardiovascular Imaging. 16, 233-270 (2015).
- Talavera, J., et al. An Upgrade on the Rabbit Model of Anthracycline-Induced Cardiomyopathy: Shorter Protocol, Reduced Mortality, and Higher Incidence of Overt Dilated Cardiomyopathy. BioMed Research International. 2015, 465342 (2015).
- Borkowski, R., Karas, A. Z. Sedation and anesthesia of pet rabbits. Clinical Techniques in Small Animal Practice. 14, 44-49 (1999).
- Cantwell, S. L. Ferret, rabbit and rodent anesthesia. The Veterinary Clinics of North America. Exotic Animal Practice. 4, 169-191 (2001).
- Giraldo, A., et al. Percutaneous intramyocardial injection of amniotic membrane-derived mesenchymal stem cells improves ventricular function and survival in non-ischaemic cardiomyopathy in rabbits. European Heart Journal. 36, 149 (2015).
- Giraldo, A., et al. Allogeneic amniotic membrane-derived mesenchymal stem cell therapy is cardioprotective, restores myocardial function, and improves survival in a model of anthracycline-induced cardiomyopathy. European Journal of Heart Failure. 19, 594 (2017).
- Bellenger, N. G., et al. Comparison of left ventricular ejection fraction and volumes in heart failure by echocardiography, radionuclide ventriculography and cardiovascular magnetic resonance; are they interchangeable?. European Heart Journal. 21, 1387-1396 (2000).
- Flachskampf, F. A., et al. Cardiac Imaging to Evaluate Left Ventricular Diastolic Function. Journal of the American College of Cardiology Cardiovascular Imaging. 8, 1071-1093 (2015).
