Ultraschall-Bildgebung geworden eine gemeinsame Modalität der luminalen Dimensionen der thorakalen und abdominalen Aortenaneurysmen bei Mäusen zu bestimmen. Dieses Protokoll beschreibt den Vorgang, um zuverlässige und reproduzierbare zweidimensionale Ultraschallbilder der aufsteigenden und abdominale Aorta bei Mäusen zu erwerben.
Moderne hochauflösende Ultraschall-Instrumente haben genügende Auflösung ermöglichen die Messung der Maus Hauptschlagadern. Diese Instrumente wurden weithin zur Aorta Dimensionen in Mausmodellen der Aortenaneurysmen messen. Aortenaneurysmen sind definiert als dauerhafte Streckungen der Aorta, die am häufigsten in den aufsteigenden und Abdominal-Regionen auftreten. Sequentielle Messungen der Aorta Dimensionen durch Ultraschall sind der wichtigste Ansatz für die Beurteilung der Entstehung und Progression von Aortenaneurysmen in-vivo. Obwohl viele gemeldete Studien Ultraschall-Bildgebung zur Messung der Aorta Durchmesser als primären Endpunkt verwendet, gibt es Störfaktoren wie Sondenposition und Herzzyklus, die die Genauigkeit der Datenerfassung, Analyse und Interpretation auswirken können. Dieses Protokoll soll einen praktischen Leitfaden für die Verwendung von Ultraschall den aortalen Durchmesser in zuverlässig und reproduzierbar zu messen zur Verfügung zu stellen. Dieses Protokoll stellt die Vorbereitung von Mäusen und Instrumente, die Übernahme der entsprechenden Ultraschallbilder und Datenanalyse.
Aortenaneurysmen sind häufige Gefäßerkrankungen zeichnet sich durch eine permanente luminalen Dilatation/thorakale oder abdominale Aorta1,2,3,4. Keine pharmakologischen Therapien wurden eingerichtet, um zu verhindern, die Dilatation und Bruch von Aortenaneurysmen, betont die Notwendigkeit einer Einblicke in pathogenen Mechanismen. Um die Mechanismen der Aortenaneurysmen zu erhellen, wurden Mausmodelle von genetischen oder chemischen Manipulationen produziert weit verbreiteten4,5,6,7,8, 9 , 10 , 11 , 12. die genaue Quantifizierung der Aorta Durchmesser bei Mäusen ist die Grundlage der Aortenaneurysma Forschung.
Die Entwicklung von Hochfrequenz-Ultraschall ist die räumliche und zeitliche Auflösung von Bildern kleine Unterschiede in der Aorta Abmessungen13,14,15gestiegen. Dies ermöglichte die sequentielle Messung der Aorta Durchmesser bei Mäusen, und so ist es die bevorzugte Methode zur Messung der Aorta Durchmessern in murinen Studien von Aortenaneurysmen geworden. Obwohl Ultraschall-Bildgebung eine einfache Technik ist, muss Kenntnisse der Aorta Anatomie und Physiologie, passende Bilder für genaue Messungen, Analyse und Interpretation zu erwerben. Die Aorta ist eine pulsierende zylindrische Orgel mit variabler Krümmungen in den proximalen thorakalen Bereich16. Dies trägt dazu bei, das Potenzial für eine ungenaue Bestimmung der Aorta Dimensionen in die häufigsten erworbenen zweidimensionale (2D) Bilder. Aorta Messungen beeinträchtigt werden könnte durch die Aortenklappe Schlängelung aneurysmal Zustand17weiter. Um zuverlässige und reproduzierbare Messungen der Aorta Streckungen zu erhalten, bietet dieses Protokoll einen praktischen Leitfaden für den Einsatz eines hochauflösenden Ultraschall-Systems, proximalen thorakalen und abdominalen Aorta Durchmesser bei Mäusen zu messen.
Dieses Protokoll bietet einen technischen Leitfaden für die Bildaufnahme der thorakalen und abdominalen Aorta bei Mäusen mit einem Hochfrequenz-Ultraschallsystem. Ultraschall-Aorten-Bildgebung hat potentielle Confounder wie Sonde Position und Herz-Kreislauf, die die Genauigkeit der aortalen Messungen beeinträchtigen könnten, besonders in der proximalen thorakalen Aorta. Dieses Protokoll beschreibt ausführliche Anleitungen und Strategien für die Bildanalyse Erfassung, Messung und Daten, um die Aorta Dimensionen genau zu messen.
Für bildgebende Verfahren der proximalen thorakalen Aorta, gibt es mehrere Ansätze zur Platzierung zu sondieren. Die richtige Parasternal lange Achse Ansicht dargestellt in Abbildung 2A wurde für Ultraschall-Bildgebung in diesem Protokoll verwendet. Diese Ansicht ermöglicht den Erwerb von qualitativ hochwertige Bilder von der Aortensinus auf den Aortenbogen Teil. Es ist nicht optimal für die absteigende Aorta wegen Störungen der Ultraschallwellen. Dieses Protokoll ist für die meisten Mausmodelle der thorakalen Aortenaneurysmen luminalen Dilatation überwiegend in die Aortenwurzel an der Aorta ascendens aufweisen. Dazu gehören chronische Angiotensin-II-Infusion, die Bildung Aneurysma in der Aorta ascendens von Mäusen18,19,20,21,22,23verursacht. Maus-Modelle von Marfan-Syndrom (Fibrillin 1C1041G / + und Fibrillin 1mgR/mgR Mäuse) Aortenwurzel und aufsteigende Aorta Dilatation23,24,25anzeigen. Loeys-Dietz Syndrom Mausmodellen (postnatale Löschung der TGF-β-Rezeptor 1 oder 2 in glatten Muskelzellen) entwickeln auch Aneurysma der Aortenwurzel und aufsteigende Aorta18,26,27,28 . Daher eignet sich die Ansicht rechts Parasternal lange Achse für Aorten-Bildgebung in diese Maus-Modellen der thorakalen Aortenaneurysmen. Auf der anderen Seite hat rechts Parasternal kurze Achse Ansicht das Potenzial, Aorten-Bilder schräg zu erfassen, weil Aneurysmen sind oft kompliziert durch Aorten Schlängelung, die Überschätzung der Durchmesser verursachen. Im Gegensatz zu der thorakalen Aorta war die kurze Achse-Ansicht für die Bildgebung der Bauchschlagader in diesem Protokoll verwendet. Da Aorten Krümmung und Schlängelung bescheiden in der Bauchschlagader im Vergleich zu der thorakalen Aorta, mildert die Übernahme von Bildern in die kurze Achse Ansicht Unterschätzungen des Aorten-Durchmessers. Es ist wichtig um zu beachten, dass verschiedene Sonde Positionen bieten unterschiedlichen Betrachtungswinkeln und der Aorta Durchmesser kann in jedem Blickwinkel unterschiedlich sein. Daher sind zuverlässige Aorten Durchmesser Messungen verbessert durch die Anwendung der gleichen Sondenposition für alle Bilder im Rahmen einer Studie. Interessanterweise, berichtet dreidimensionale (3D) Ultraschall Bilder des Herzens und der Aorta wurden vor kurzem29,30,31,32. Darüber hinaus können aktuelle Ultraschallsysteme 3D-Bilder im Laufe der Zeit als vierdimensionale Bilder33erhalten. Somit haben diese 3D imaging-Technologien das Potenzial, die Aorta Struktur genauer, zeigen, das Lösung des Problems der Positionierung der Sonde kann.
Ultraschall-Bilder können in 2D Helligkeit (B-Modus) oder eindimensionale Bewegung (M-Modus) aufgezeichnet werden. Obwohl einige Artikel M-Modus für die Messung der Aorta Durchmesser verwendet haben, ist B-Modus besser15,34,35,36. M-Modus hat die Fähigkeit, Bild in zwei Dimensionen, zeitlicher und räumlicher Auflösung zu erhöhen. Allerdings stützt sich dieser Modus auf der Annahme, dass die Aorta eine konzentrische Zylinder wird senkrecht auf die Ultraschallwellen abgebildet ist. Diese Annahme kann nicht in einem aneurysmal Zustand wahr halten und die Krümmung der Aorta ascendens ist schwierig, sogar in nonaneurysmal Staaten. Darüber hinaus bleibt die Aorta nicht in einer festen Position im gesamten Herzzyklus37. Daher kann die M-Modus Messfehler, einschließlich über- und Unterschätzungen verursachen.
Es ist auch wichtig zu beachten, dass dem Herzzyklus den luminalen Durchmesser in der Aorta betrifft. Wie erwartet, ist die Aorta Durchmesser in Systole größer als in Diastole (Abbildung 4A-H), was mit aortalen Wand Elastizität und Belastung verbunden ist. Aortalen Wand Elastizität und Dehnung können aus der Differenz der Aorta Durchmessern zwischen Systole und Diastole berechnet werden. Elastizität und Dehnung werden in aneurysmal Hauptschlagadern im Vergleich zu normalen Hauptschlagadern31,34,35,38,39,40verringert. Aorta Steifigkeit kann nicht direkt durch Ultraschall gemessen werden. Messung der Pulswellengeschwindigkeit kann (PWV) seine Steifigkeit als Proxy, berichtet aneurysmal Hauptschlagadern31,35,41,42erhöht werden auswerten. PWV errechnet sich durch die Laufzeit zwischen zwei arterielle Standorten, mit Puls Welle Doppler Bilder und ihre entsprechenden Abstand. Für den Vergleich der Aorta Durchmesser, im Gegensatz zu klinischen Untersuchung, gibt es keine strenge Standardisierung in Bezug auf die kardiale Phase für Aorten-Messungen bei Mäusen. Daher ist es noch unklar, welche kardiale Phase für Aorten-Messungen geeignet ist. Um zuverlässige und reproduzierbare Vergleiche zu gewährleisten, sollte jedoch Aorten Durchmesser in einer definierten Phase des Herzzyklus gemessen werden.
Dieses Protokoll enthält ausführliche Hinweise für Aorten-Bildgebung und Datenanalyse zur Aorta Dimensionen genau zu messen. Die Aorta Messung mithilfe dieses Protokolls stand im Einklang mit der tatsächlichen ex Vivo Aorten Durchmesser (Abb. 5A). Wir bestätigen auch Konsistenzen der Inter- und Intraobserver Reproduzierbarkeit (Abbildung 5B, C). Alle Schritte in diesem Protokoll, vor allem Sondenposition und Herzzyklus, sind notwendig für genaue Messungen. Auch bei Verwendung geeignete Verfahren sind Artefakte während der Ultraschall-Bildgebung jedoch unvermeidbar. Die Position der Rippen und Lunge, sowie Atmung und kardiale Pulsation kann die Bildqualität der thorakalen Aorta beeinflussen. Blähungen kann auch Artefakte in der abdominalen Bildgebung verursachen. Daher empfehlen wir, Ausschlusskriterien zu definieren, wenn Sie dieses Protokoll im Falle der Armen Aorten Bilder folgen.
Mit dem Aufkommen der hochauflösende Ultraschall-Systeme ist die Aorta Struktur von Mäusen in exquisiten Detail sowohl seriell als auch konventionell, prüfbar trägt erheblich zum Verständnis der Aortenaneurysmen. Ultraschall-Bildgebung mit dem Protokoll wie oben beschrieben, ist eine zuverlässige und reproduzierbare nicht-invasive Ansatz zur Quantifizierung der Aortenaneurysmen bei Mäusen.
The authors have nothing to disclose.
Die Autoren Forschungsarbeit wurde durch das National Heart, Lung, unterstützt und Blood Institute der National Institutes of Health unter Preis zahlen R01HL133723 und R01HL139748 und der American Heart Association SFRN bei Gefäßerkrankungen (18SFRN33960001). H.s. wird unterstützt durch ein AHA postdoctoral Fellowship (18POST33990468). J.c. wird unterstützt von NCATS UL1TR001998. Der Inhalt in diesem Manuskript ist ausschließlich in der Verantwortung der Autoren und nicht unbedingt die offizielle Meinung der National Institutes of Health.
Name of Reagent | |||
Isothesia (Isoflurane) | Henry Schin | NDC11695-6776-2 | Anesthetic Agent |
Omnicon F/Air Anesthesia Gas Filter Canister | A.M. Bickford Inc. | 80120 | Scavenging System for Anesthesia |
Puralube Vet Ointment | Dechra | NDC17033-211-38 | Lubricating Eye Drops |
Aquasonic | Parker Laboratories | 01-08 | Ultrasound Gel |
Nair | Nair | Depilliating Cream | |
Transeptic Transducer Cleaning Solution | Parker Laboratories | 341-09-25 | Cleaning spray for probes |
Name of Equipment | |||
Vevo 2100 | VisualSonics | Vevo 2100 | Ultrasound Machine |
Vevo LAB 3.0.0 | VisualSonics | Vevo LAB 3.0.0 | Ultrasound Analysis Software |
MS-550D | VisualSonics | MS-550D | Ultrasound Probe |
EX3 Vaporizer | Patterson Veterinary | EX 3 | Analogue Anestheic Vaporizer |
Heating Pad | Sunbeam | E12107 | Heating Pad |