Esame ecocardiografico transtoracico nel modello del coniglio
Summary
Qui descriviamo, passo dopo passo, un protocollo dettagliato per l’esecuzione di ecocardiografia nel modello del coniglio. Mostriamo come ottenere correttamente le diverse viste ecocardiografiche e i piani di imaging, così come le diverse modalità di imaging disponibili in un sistema di ecocardiografia clinica abitualmente utilizzato nei pazienti umani e veterinari.
Abstract
Modelli animali di grandi dimensioni come il coniglio sono preziosi per la ricerca preclinica traslazionale. I conigli hanno un’elettrofisiologia cardiaca simile a quella degli esseri umani e di altri modelli animali di grandi dimensioni come cani e maiali. Tuttavia, il modello di coniglio ha il vantaggio aggiuntivo di ridurre i costi di manutenzione rispetto ad altri modelli animali di grandi dimensioni. La valutazione longitudinale della funzione cardiaca utilizzando l’ecocardiografia, se opportunamente implementata, è una metodologia utile per la valutazione preclinica di nuove terapie per l’insufficienza cardiaca con riduzione della frazione di espulsione (ad esempio rigenerazione cardiaca). L’uso corretto di questo strumento non invasivo richiede l’attuazione di un protocollo di esame standardizzato che segue le linee guida internazionali. Qui descriviamo, passo dopo passo, un protocollo dettagliato supervisionato da cardiologi veterinari per l’esecuzione di ecocardiografia nel modello del coniglio, e dimostriamo come ottenere correttamente le diverse viste ecocardiografiche e piani di imaging, così come il diverse modalità di imaging disponibili in un sistema di ecocardiografia clinica regolarmente utilizzato in pazienti umani e veterinari.
Introduction
La valutazione longitudinale della funzione cardiaca nei modelli animali di grandi dimensioni è una solida metodologia di ricerca comunemente utilizzata per la valutazione degli effetti di nuove terapie per il trattamento della cardiomiopatia ischemica e non ischemica. Tra le diverse tecniche di imaging cardiovascolare disponibili per la ricerca preclinica, l’ecocardiografia è stata ampiamente utilizzata a causa delle sue caratteristiche non invasive e portatili. Nelle mani esperte, l’ecocardiografia è anche una tecnica di imaging molto riproducibile per studiare l’anatomia cardiaca e la funzione sistolica e diastolica del cuore.
Grandi modelli animali preclinici come maiali, cani e conigli, sono fondamentali per la ricerca traslazionale preclinica1,2,3. Infatti, il potenziale beneficio di nuove terapie come la medicina rigenerativa cardiaca in impostazione di cardiomiopatia richiede un’ampia ipotesi di test in grandi modelli preclinici prima che possano essere considerati per uso umano2,4 . Rispetto ad altri grandi modelli preclinici, il modello di coniglio offre alcuni vantaggi, tra cui il suo basso costo di manutenzione, che è paragonabile a quello di topi e ratti. Tuttavia, a differenza di topi e ratti, il sistema di trasporto Ca2 e l’elettrofisiologia cardiaca sono simili nei conigli a quelli degli esseri umani, e quelli di altri modelli animali di grandi dimensioni come cani e maiali, aumentando così il potenziale traslazionale del coniglio modello1,5. Pertanto, il coniglio, come un grande modello preclinico sperimentale, ha un eccezionale equilibrio di costi e riproducibilità per la ricerca traslazionale preclinica.
Il coniglio ha il vantaggio aggiuntivo della sua amenabilità per l’imaging ecocardiografico utilizzando unità ecografiche cliniche abitualmente utilizzate in pazienti umani e veterinari, sfruttando così la superiorità dell’imaging armonico e dello stato dell’arte tecnologia. Per questo, sono preferiti i trasduttori di settore (noti anche come phase array) di frequenza relativamente elevata (fino a 12 MHz), come quelli utilizzati nella cardiologia neonatale/pediatrica. L’esame cardiografico nel modello preclinico del coniglio consente la valutazione completa della funzione sistolica e diastolica utilizzando più viste e diverse modalità disponibili nelle moderne unità ecocardiografiche (ad es. Doppler a onda continua (CWD), Doppler a onde pulsate (PWD) e Tissue Doppler imaging (TDI)).
L’ecocardiografia è una tecnica dipendente dall’operatore e richiede pertanto un’ampia formazione e una conoscenza di base della tecnica in accordo con le linee guida internazionali. Parte di questa formazione può essere facilitata con la visualizzazione di video che spiegano in dettaglio come è possibile ottenere diverse visualizzazioni ecocardiografiche. Il raggiungimento di un’elevata competenza nell’imaging ecocardiografico, nonché lo sviluppo di un protocollo standardizzato e una tecnica corretta, sono essenziali per ridurre al minimo l’influenza dell’operatore e per generare dati quantitativi affidabili, come richiesto in rigoroso ricerca scientifica.
Alcune considerazioni sono necessarie per quanto riguarda il sistema e la configurazione di laboratorio utilizzati per l’ecocardiografia nei conigli e in altri modelli animali di grandi dimensioni. Per una valutazione ecocardiografica transtocica standard della funzione cardiaca, il sistema a ultrasuoni deve includere le seguenti modalità: modalità bidimensionale (B-mode o 2D), modalità di movimento (M-mode), colore Doppler, così come CWD, PWD e TDI. Inoltre, la macchina dovrebbe avere installato un software completo di analisi e misurazione cardiaco, nonché spazio sufficiente sul disco rigido interno per memorizzare abbastanza immagini fisse digitali di alta qualità e loop video per l’analisi offline. Alcuni sistemi utilizzano trasduttori di array lineari; tuttavia, per la migliore imaging del cuore, sono preferiti trasduttori phased array settore con un piccolo diametro della testa di scansione, perché questi consentono un passaggio più facile delle onde ultrasoniche attraverso gli spazi intercostali stretti. Per i conigli, usiamo trasduttori a frequenza relativamente alta (fino a 12 MHz). La posizione dell’animale per l’imaging è della massima importanza per acquisire immagini di buona qualità. Pertanto, si raccomandano entrambe le posizioni di recumbent laterali destra e sinistra per ottenere tutti i piani di imaging standard durante un esame ecocardiografico. Per questo, è consigliabile un tavolo con una tacca che coincide con l’area cardiaca del torace (Figura 1A). Questo tavolo dentellato facilita l’accesso con il trasduttore all’area del torace che verrà scansionata, e quindi consente la libera mobilità della mano del whist operatore mantenendo la migliore posizione di scansione dell’animale. Posizionare l’animale in una posizione reclinata laterale si traduce in una caduta del cuore verso il trasduttore e l’elevazione dei polmoni, oltre ad allargare la finestra di accesso del fascio ad ultrasuoni attraverso gli spazi intercostali, migliorando così l’imaging complessivo qualità (Figura 1A). L’esame ecocardiografico deve essere eseguito in modo cieco e seguendo le linee guida del Comitato ecocardiografia dell’American College of Veterinary Internal Medicine e della Società Americana di Ecocardio/Europea Associazione per l’imaging cardiovascolare6,7,8.
Parte del nostro team scientifico è associato al Servizio di Cardiologia di un Ospedale di Insegnamento Veterinario che si occupa quotidianamente di pazienti veterinari (ad es. cani e gatti), per i quali ha la formazione e l’accreditamento pertinenti in cardiologia veterinaria e l’ecocardiografia, e le sue diverse modalità di imaging, così come una vasta esperienza nell’imaging di diverse dimensioni di pazienti animali e conformazioni toraciche con questa tecnica. Inoltre, usiamo comunemente l’ecocardiografia per la valutazione longitudinale della funzione cardiaca in un modello di coniglio di cardiomiopatia indotta da antracicline9. Qui, descriviamo un protocollo di ecocardiografia passo dopo passo per la valutazione della funzione cardiaca utilizzando un’unità ecografica clinica in un grande modello preclinico come il coniglio. Questo protocollo è adattato alle attuali linee guida internazionali8e include raccomandazioni pratiche basate sulle nostre esperienze in ambienti clinici e sperimentali.
Protocol
Representative Results
Discussion
Abbiamo descritto un protocollo per l’esame ecocardiografico dei parametri di funzione cardiaca nel coniglio, che rappresenta un grande modello preclinico1,2,3. La metodologia passo dopo passo descritta qui dovrebbe essere considerata una guida, che con uno studio complementare dei principi di base dell’ecocardiografia, e una conoscenza di base dell’imaging ad ultrasuoni, aiuterà il ricercatore a ottenere, attraverso la pratica…
Disclosures
The authors have nothing to disclose.
Acknowledgements
Questo lavoro è stato sostenuto in parte da: Fundaciàn Séneca, Agencia de Ciencia y Tecnolog, Regiàn de Murcia, Spagna (JT) (numero di sovvenzione: 11935/PI/09) e l’Università di Reading, Regno Unito (AG, GB) (Finanziamento centrale). I finanziatori non hanno avuto alcun ruolo nella progettazione dello studio, nella raccolta e nell’analisi dei dati, nella decisione di pubblicare o nella preparazione del manoscritto.
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 |
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