경 흉부 심 초음파에 의한 폐동맥 수축의 마우스 모델에서 마우스 오른쪽 심실 구조 및 기능의 평가
Summary
우심실 (RV) 부전은 심혈관 질환의 발병 기전에 중요하다, 그러나 제한 방법은 평가를 위해 사용할 수 있습니다. 초음파 영상에서의 최근 발전은 세로 RV의 연구를위한 비 침습적 및 정확한 옵션을 제공합니다. 여기서, 우리 세부 RV 압력 과부하의 뮤린 모델을 사용하여 단계별 심 초음파 방법.
Abstract
새로운 임상 데이터는 RV 부전이 심혈관 질환과 심장 마비 1-3의 발병 기전에 중요하다는 개념을 지원합니다. 또한, RV 크게 이러한 폐동맥 고혈압 (PAH)와 같은 폐 질환에 영향을받습니다. 또한, RV는 좌심실 부전, 판막 질환이나 RV 경색 4를 포함하여 심장 병리에 매우 민감하다. 심장 질환의 발병 기전에서 RV의 역할을 이해하기 위해, 구조적 및 기능적 RV 액세스하는 신뢰성과 비 침습적 방법이 필수적이다.
비 침습적 트랜스 흉부 심 초음파 (TTE) 기반의 방법론이 확립 및 성인 쥐에서 RV의 구조와 기능의 동적 인 변화를 모니터링하기위한 검증되었다. RV 스트레스를 부과하기 위해, 우리는 폐동맥 수축 (PAC)의 수술 모델을 사용하고 고주파 초음파 microimaging를 사용하여 7 일간에 걸쳐 RV 응답을 측정시스템. 허위 조작 생쥐는 대조군으로 사용 하였다. 이미지는 (수술 전) 기준에 가볍게 마취 한 쥐에서 취득한, 0 일 (즉시 수술 후), 3 일 및 7 일째 (수술 후). 데이터는 소프트웨어를 사용하여 오프라인 분석 하였다.
지속적으로, 생쥐에서 얻어진 (RV 두께, 확장 기말 및 수축 기말 차원 포함) RV 구조의 신뢰성과 재현성 측정을 허용하고, 기능을 할 수있는 몇 가지 음향 창 (B, M, 및 컬러 도플러 모드), ( 분수 지역 변경, 부분 단축, PA의 최대 속도 및 최대 압력 구배) 정상 생쥐와 PAC 다음.
이 방법을 사용하면, PAC 인한 압력 구배를 정확하게 컬러 도플러 모드를 이용하여 실시간으로 측정하고 밀라 고 충실도 마이크로 팁 카테터 수행 직접적인 압력 측정치에 필적이었다. 이와 함께, 이러한 데이터는 보여 그 다양한 compl에서 얻은 RV 측정심 초음파를 이용하여 imentary 뷰는, 믿을 수있는 재현성과 RV의 구조와 기능에 대한 통찰력을 제공 할 수 있습니다. 이 방법은 RV 심장 부전의 역할에 대한 이해를 가능하게 할 것이다.
Introduction
역사적으로, 심장 마비의 예후 평가는 심 초음파 검사를 통해 이미지 쉬운 LV,에 초점을 맞추고있다. 심 초음파를 사용하여 LV의 구조와 기능에 대한 많은 연구가 LV 구조 정상 값의 설립을 주도하고 1,5,6을 작동했다. 그들은 LV 7 훌륭한 세부 사항에있는 구획과 기하학의 시각적 묘사를 허용하는 2 차원 컬러 도플러 영상에서 얻은 LV의 크기와 수축 기능의 측정은 매우 중요합니다. M 모드는 종종 쥐에서 LV 크기와 부분 단축 (FS)를 측정하는 데 사용됩니다. 관찰자 간 및 인트라 관찰자 가변성이 모드를 사용하여 직경 측정 낮으나 두께 측정은 7 상당히 가변 경향이있다. 색 (PW 또는 컬러 도플러)와 펄스 도플러 판막 역류 8,9을 평가하는 데 사용되었습니다.
LV와 마찬가지로, RV는 중요한 역할을하고 상당한 P이며심폐 질환 1,7,10 시달리다 환자의 병적 상태와 사망률의 redictor. 그러나 RV의 심 초음파 평가는 본질적으로 그것의 복잡한 형상 5,11 및 retrosternal 위치로 인해 도전 블록 초음파 8,9있다. RV는 LV 주위에 초승달 모양의 구조를 포장하고 낮은 압력과 폐 혈관 저항 6에 익숙한 얇은 벽을 가진 복잡한 해부학 있습니다. 높은 혈관 저항 (PVR)를 극복하기 위해, RV 먼저 크기가 증가하고 hypertrophies을 겪는다. 폐동맥 고혈압이나 폐 혈관 질환 등 만성 질환으로, RV 결국 수축기 및 이완기 기능 4,5,10의 악화를 유발하는, 진보적 인 팽창을 겪는다.
심 초음파 검사는 임상 진단 기능에 존재하는 몇 가지 제한 사항에도 불구하고 검사 및 PAH의 진단에 중요한 역할을합니다. 주요 이점TTE는 비 침습적이며 그것은 진정 가볍게 수행, 또는 의식 동물 9 될 수 있다는 점이다. TTE는 PA 압력을 합리적으로 추정뿐만 아니라, RV의 구조와 기능 (12, 13)의 변화의 지속적인 평가를 제공합니다. 인해 5~12밀리미터 높은 프레임 레이트 (이상 300 프레임 / 초), 높은 샘플링 레이트의 깊이에서 대략 50 ㎛의 축 방향 해상도를 허용 고주파 기계적 프로브의 개발을 포함 TTE의 기술적 진보로 , 심 초음파 검사는 신속하게 계약 작은 크기의 마우스 심장 8,11 이미징을위한 선택 도구입니다.
2 차원 (2D) 짧고 긴 축, M-모드와 도플러 음향 창 등의 여러보기를 사용하여 RV 기능의 종 모니터링 RV 해부학 및 기능의 상호 보완적인 정보를 제공합니다. 종합적으로,이 방법은 생리 및 병리학 적 설정에서 RV의 혈류 역학의 전체 길이 평가를 허용 <suP> 4.7.
여기서, 우리는 RV의 해부와 마우스에서 PAC에 보조 기능 변경의 특성을 비 침습적 TTE를 사용하는 자세한 단계별 방법을 제공합니다.
Protocol
Representative Results
Discussion
우리는 TTE는 마우스에있는 RV의 구조와 기능의 일상적인 평가에 민감하고 재현성있는 방법을 제공한다는 것을 보여줍니다. TTE의 도래하기 전에, RV의 연구는 주로 우측 심장 도관, 터미널 및 침입 절차 6,9,11,17 통해 RVSP 측정에 초점을 맞추었다.
이전 보고서 오른쪽 심장 3,4,11,17-19 측정을 수행하기위한 다양한 기술을 설명 하였다. 그러나 이전의 연구의 대부분…
Disclosures
The authors have nothing to disclose.
Acknowledgements
우리는 예시적인 기술 지원을위한 프레드 로버츠와 크리스 화이트 (Chris White) 감사합니다. 우리는이 작업을 위해 장비와 자금을 제공하기 위해 브리검 여성 병원 심장 혈관 생리학 코어 감사합니다. 이 작품은 NHLBI에 의해 부분적으로 지원되었다 HL093148, HL086967 및 HL 088,533 (RL), K99HL107642과 엘리슨 재단 (SC)를 부여합니다.
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 |
References
- 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).
