Summary
여기서 우리는 마우스에서 정점 4 챔버 뷰를 얻기 위한 두 위치를 설명하고 비교한다. 이러한 위치는 우심실 기능의 정량화를 가능하게 하고, 비교 가능한 결과를 제공하며, 상호 교환적으로 사용될 수 있습니다.
Abstract
확장기 기능 장애는 압력 과부하 조건과 관련된 우심실(RV) 리모델링의 두드러진 특징입니다. 그러나, RV 확장기 기능은 거의 실험 연구에서 정량화되지 않습니다. 이것은 설치류의 정점 4 챔버 보기에서 RV의 시각화에 기술적 인 어려움때문일 수 있습니다. 여기에서 우리는 RV 확장기 기능을 평가하기 위하여 마우스에 있는 정점 4 챔버 보기의 가시화를 촉진하는 2개의 위치를 기술합니다.
정점 4 챔버 뷰는 마우스 고정 플랫폼을 왼쪽으로 기울이고(LeCa) 또는 오른쪽 및 두개골(RiCr)으로 기울임으로써 활성화됩니다. 두 위치 모두 비슷한 품질의 이미지를 제공합니다. 두 위치에서 얻어진 RV 확장기 함수의 결과는 크게 다르지 않다. 두 포지션 모두 비교적 쉽게 수행할 수 있습니다. 이 프로토콜은 게시된 프로토콜에 통합될 수 있으며 RV 함수에 대한 자세한 조사를 가능하게 합니다.
Introduction
확장기 기능 장애는 우심실(RV) 리모델링 1의 두드러진 특징이며 압력 과부하 조건2와관련이 있습니다. 심초음파(EchoCG)는 RV 확장기 기능 장애3,4의특성화에 사용될 수 있다. 작은 동물 심초음파의 최근 발달에도 불구하고, 확장기 매개변수의 측정은 거의 보고되지 않습니다. 대조적으로, 수축기 기능의 측정은 형질전환 마우스 5의 특성화뿐만아니라 치료 반응의 평가에 널리 사용된다6.
이것은 부분적으로 정점 4 챔버 뷰에서 확장기 매개변수의 측정의 어려움에 의해 설명 될 수있다. 이 위치에 있는 심혼의 가시화는 고정 플랫폼 LeCa 또는 RiCr을 기울임으로써 촉진될 수 있다. 이러한 조작이 사용되더라도 심초음파 학자들은 원고4,7에보고하지 않습니다. 따라서 이러한 조작이 비교 가능한 결과를 제공하는지 여부는 불분명합니다. 더욱이, 이것은 또한 마우스를 위한 이 위치의 표준화한 명명법의 발달을 배제합니다.
이 연구의 목적은 정점 4 챔버 뷰 시각화에 대한 두 위치를 설명하고 그 결과를 비교하는 것이었습니다. 두 위치 사이의 차이를 결정하기 위해, 우리는 탄탈륨 클립이 폐 동맥의 부분 폐색으로 이어지는 마우스 폐 동맥 밴딩 (PAB) 모델을 이용했습니다. 이 폐색은 우심실 개조 및 기능 장애를 초래합니다. PAB 작업에 대한 자세한 내용은 이전에 게시된작업 3에서 찾을 수 있습니다. 폐 동맥 옆에 클립을 놓은 샴 작동 마우스를 비교하기 위해 사용하였다. EchoCG 조사는 30 MHz 스캔 헤드를 가진 이미징 시스템을 사용하여 3주 후 작업을 수행하였다(둘 다에 대한 재료 표 참조). 마우스와 초음파 빔 사이의 위치 및 방향에 대한 설명을 위한 명명은 Zhou et al.7에의해 설명된 바와 같이 사용된다.
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Protocol
이 연구는 동물 실험에 대한 국가 규정 및 EU 지침 2010/63에 따라 수행되었습니다. 브리튼 외 8에 의해 설명 된대로 장비를 준비합니다.
1. 마우스 준비
- 12~13주 된 수컷 C57Bl6/J 마우스를 얻고 12시간 동안 빛/어두운 주기, 일정한 실내 온도에서, 그리고 실험이 시작될 때까지 표준 실험실 차우와 물에 대한 광고 리비툼 액세스로 보관하십시오.
- 연구소에서 승인 한 전신 마취를 사용하여 마우스를 마취하고 발가락 핀치에 대한 반응이 없는지 확인하십시오. 이소플루란 0.8%-1.2%로 가벼운 마취하에 가열된 플랫폼에서 마우스를 고정하십시오. 심박수와 온도를 지속적으로 모니터링하기 위해 전극 겔을 사지에 바하십시오.
- 제모 크림을 사용하여 마우스의 가슴 털을 데필합니다. 흉부압력을 줄이려면 초음파 커플링 젤을 흉부에 직접 바르지 마십시오. 오히려, 트랜스듀서의 팁에 겔층을 적용한다.
2. 이미지 획득
- 플랫폼의 왼쪽 및 꼬리 기울기와 상형 4 챔버보기
- 마우스 준비 후 플랫폼을 10°-15°에서 왼쪽으로 응운한 다음 10°-15°에서 캐들로 합니다.
- 이미징 평면 ~45°를 상동맥 평면으로 정점 위에 트랜스듀서를 위치시키고 초음파 빔의 중심 축을 두개골, 후방 및 왼쪽으로 위치하여 정점 4 챔버 뷰를 얻습니다. B 모드 버튼을 눌러 B 모드/2-D 이미지를 활성화합니다.
참고: 트랜스듀서는 스테이지별로 수동으로 고정하거나 고정할 수 있습니다. 용어 "B 모드"는 더 친숙한 용어 "2차원"(2-D) 대신에 사용되었고 프로토콜 전반에 걸쳐 사용되는 이미징 시스템에서 유래되었습니다. - 음향 창에서 다음과 같은 구조의 모양을 찾습니다 : 좌심실 (LV), 왼쪽 심방 (LA), RV, 오른쪽 심방 (RA), 승모판막 (MV), 및 삼두판 판막 (TV).
- 관상 면에서 이미징 평면을 조작하고 두 심실이 가장 긴 차원에서 시각화되고 두 심토리가 모두 표시될 때까지 중앙 축 주위에서 시계 와 시계 반대 방향으로 회전합니다. 4챔버 뷰입니다(그림1).
- Cine 저장소 버튼을 눌러 레코딩을 저장합니다.
- 스캔/동결 버튼을 눌러 시스템을 일시 중지합니다.
- 경질 혈류 속도 측정
- 스캔/동결 버튼을 눌러 시스템을 활성화합니다.
- 오버레이 버튼을 여러 번 눌러 PW(펄스 파) 모드의 샘플 볼륨을 활성화합니다.
- 획득한 4챔버 뷰를 유지하면서 트랙볼을 사용하여 삼두근 밸브의 개구부에서 샘플 부피를 배치하여 유입 속도(E 및 A 피크 속도)를 측정합니다.
- 유입 속도(E 및 피크 속도)를 측정하기 위해 PW 모드 버튼을 누릅니다.
참고: 트리쿠스피드 밸브는 이 위치에서 시각화하기가 어렵기 때문에 여러 측정을 수행하면 샘플 부피를 혈류량과 정확하게 정렬하는 데 도움이 됩니다. 도플러 빔과 혈류 방향 사이의 가장 작은 입사각으로 도플러 샘플링을 수행합니다. 얻어진 혈류 프로필은 다음 기준에 해당해야 한다: 1) 제1 피크가 두 번째보다 낮은 M-형상과 유사한 유입 프로파일; 2) 영감에 증가 진폭과 호흡 조절; 3) 여러 측정에서 속도의 최대 진폭(그림2). - Cine 스토어 버튼을 눌러 최적화된 레코딩을 저장합니다.
- 스캔/동결 버튼을 눌러 시스템을 일시 중지합니다.
- 삼두근 환형 평면 수축기 소풍의 측정 (TAPSE)
- 스캔/동결 버튼을 눌러 시스템을 활성화합니다.
- B 모드 버튼을 눌러 B 모드로 전환합니다. 올바른 4챔버 뷰를 되찾으려면 이미지의 일부 조작이 필요할 수 있습니다.
- 오버레이 버튼을 여러 번 눌러 M 모드의 샘플 볼륨을 활성화합니다. 트랙볼을 사용하여 샘플 볼륨을 트리쿠스피드 아눌루스의 측면 부분에 정렬합니다. 트랙볼을 사용하여 샘플 볼륨의 가장자리를 당겨서 샘플 볼륨의 길이를 정렬하여 심장 주기 동안 심장 운동의 전체 진폭을 덮습니다.
- M 모드 버튼을 눌러 M 모드를 활성화합니다. 트리쿠스피드 아눌루스의 움직임은 파동으로나타나야 한다(그림 2).
- Cine 저장소 버튼을 눌러 레코딩을 저장합니다.
- 스캔/동결 버튼을 눌러 시스템을 일시 중지합니다.
- 조직 도플러 매개 변수의 측정
- 스캔/동결 버튼을 눌러 시스템을 활성화합니다.
- B 모드 버튼을 눌러 B 모드를 활성화합니다.
참고: 올바른 4챔버 뷰를 되찾으려면 관상 평면의 각도 조정과 시계 및 시계 반대 방향으로 이미지의 중심 축을 중심으로 일부 조작이 필요할 수 있습니다. - 오버레이 버튼을 여러 번 눌러 TDI(조직 도플러 이미징)의 샘플 볼륨을 활성화합니다. 트랙볼을 사용하여 샘플 체적을 트리쿠스피드 아눌루스의 측면 부분에 정렬하여 RV 자유 벽이 트리쿠스피드 밸브와 각도를 만듭니다. 트랙볼을 사용하여 샘플 볼륨의 가장자리를 당겨 서, 수축기와 annulus의 확장기 극단적 인 위치를 모두 포함하도록 샘플 볼륨을 조정합니다.
-
티슈 버튼을 눌러 TDI 모드를 활성화합니다.
참고: TDI 레코딩의 노란색 추적은 다음 기준에 해당하는 것으로 나타납니다:1) 반전된 M 자형과 유사한 기록; 2) 명확하게 구별 E'와 S's systole 동안 확장기와 S'피크 동안 봉우리; 3) 여러 측정에서 속도의 최대 진폭(그림2). - Cine 스토어 버튼을 눌러 최적화된 이미지를 기록합니다.
- 스캔/동결 버튼을 눌러 시스템을 일시 중지합니다.
- 플랫폼의 오른쪽 및 두개골 기울기와 상형 4 챔버보기
- 플랫폼을 10°-15°에서 오른쪽으로 포굴한 다음 10°-15°에서 두개골로 이동합니다. LeCa 단계(단계 2.1, 2.2, 2.3 및 2.4단계)에 대해 이전 섹션에 설명된 대로 측정을 수행합니다.
참고: 조사 하는 동안, isoflurane 사이 적정 해야 0.-1.2 마우스의 심장 박동을 유지 하려면 400-440 bpm. 이 범위에서, transtricuspid 혈류량 및 조직 도플러 (DTI) 속도의 별도의 피크는 측정 할 수 있습니다. 열 손실이 혈역학에 미치는 영향을 피하기 위해 데이터가 기록되고 분석이 오프라인으로 수행됩니다. 최종 만료 시 얻은 신호만 분석에 사용됩니다. 3 - 5 개의 하트 비트의 측정은 평균됩니다.
- 플랫폼을 10°-15°에서 오른쪽으로 포굴한 다음 10°-15°에서 두개골로 이동합니다. LeCa 단계(단계 2.1, 2.2, 2.3 및 2.4단계)에 대해 이전 섹션에 설명된 대로 측정을 수행합니다.
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Representative Results
정점 4 챔버 뷰는 마우스에서 얻기 어렵다. 따라서 플랫폼 위치를 조작하면 흉부에서 위치를 변경하여 심장을 시각화하는 데 도움이 될 수 있습니다. 플랫폼의 왼쪽과 오른쪽으로 기울어감에 따라 음향 창이 개선되고 B 모드(그림1)에서 비슷한 품질의 이미지를 제공했습니다. 올바른 위치를 얻은 후 PW, M-및 TDI 모드의 측정은 비슷한 품질의이미지를 제공했습니다(그림 2). 확장기 파라미터의 측정은 sham-및 PAB 작동 마우스에서수행하였다(표 1). 두 위치(RiCr 및 LeCa)는 확장기 파라미터에서유사한 결과를 주었다(표 2). 더욱이, 두 위치에서 EchoCG 조사는 가짜와 PAB 그룹(표 2, Dunnet의 테스트) 사이의 유사한 차이를 밝혀. 상관 관계 분석은 이러한 두 촉진 위치에서 얻은 값간의 양호한 합의를 밝혀냈습니다(그림 3). 이 연구에 는 소수의 동물이 사용되었기 때문에 비파라메트릭테스트가 9,10을적용했습니다. 일부 분석된 매개 변수에 대한 관찰자 내가변성은 이전에 3.
그림 1 : 4챔버 뷰의 대표적인 이미지. 정점 4 챔버 뷰는 마우스 고정 플랫폼을 왼쪽으로 기울이고(LeCa) 또는 오른쪽 및 두개골(RiCr)으로 기울임으로써 활성화됩니다. LA = 왼쪽 아트리움; LV = 좌심실; RA = 오른쪽 심방; RV = 우심실. 이 그림의 더 큰 버전을 보려면 여기를 클릭하십시오.
그림 2 : 두 개의 촉진 된 정점 4 챔버 뷰 위치에서 얻은 TAPSE, TDI 및 트랜스 트리시스트 파이드 유량 측정의 대표 이미지. TAPSE = 트리쿠스피드 아눌러스 평면 수축기 소풍; E' = 우심실 이완 속도의 초기 피크; A' = 우심실 이완 속도의 늦은 피크; S' = 우심실 수축의 속도; E = 확장기 삼두근 유입의 초기 피크; A = 확장기 삼두근 유입의 늦은 피크. 영감 (Insp)에서 경피 혈류 프로필의 변화를 주목하십시오. 이 그림의 더 큰 버전을 보려면 여기를 클릭하십시오.
그림 3 : 두 개의 촉진 된 정점 위치에서 얻은 데이터의 상관 관계 분석. 상관 분석은 비파라메트릭 스피어맨의 시험을 사용하여 수행되었다. 이 그림의 더 큰 버전을 보려면 여기를 클릭하십시오.
표 1: 조작 된 그룹의 특성화 3 주 후. RVFW = 오른쪽 심실 무료 벽 두께; VTI = 속도 시간 간격입니다.
표 2: 좌측 꼬마 또는 우측 두개골 플랫폼 틸트에 의해 촉진된 정점 4챔버 뷰로부터 얻어진 결과의 비교. EchoCG 유래 RV 기능 파라미터가 도시된다. 모든 마우스가 두 위치에서 조사되었기 때문에 서명된 랭크 Wilcoxon 테스트는 그룹 내 비교에 사용되었습니다. § P > 0.05 RiCr과 LeCa 사이. 크루스칼-월리스 테스트와 Dunnet의 포스트 혹 테스트는 여러 그룹 비교에 사용되었습니다. 선택한 두 그룹 간 비교 의 결과가 표에 표시됩니다. * p < 0.05, ** p < 0.01. PAB = 폐 동맥 밴딩; LeCa = 왼쪽 꼬리 기울기; RiCR = 오른쪽 두개골 기울기; E = 확장기 삼두근 유입의 초기 피크; A = 확장기 삼두근 유입의 늦은 피크; TAPSE = 트리쿠스피드 아눌러스 평면 수축기 소풍; e' = 우심실 이완 속도의 초기 피크; a' = 우심실 이완 속도의 늦은 피크; S' = 우심실 수축의 속도; HR = 심박수; bpm = 분당 비트.
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Discussion
심초음파 RV 기능 및 파라스테날 위치에서의 치수 평가는 잘 설명되어 있다. 대조적으로, 마우스 심초음파의 정점 위치는 기술적 인 어려움으로 인해 부분적으로 무시되었습니다. 수평 플랫폼 위치를 사용하여, 4 챔버 뷰 이미징을 위한 충분한 음향 창을 얻기가 어렵다. 이 위치의 이미징을 용이하게하기 위해, 플랫폼은 환자의 좌측 위치와 유사한 조작, 왼쪽으로 기울어 질 수있다. 이것은 심장의 왼쪽과 더 우수한 위치가 발생하여 음향 창을 개선해야합니다. 따라서 LeCa는 정점 시각화를 위한 표준화된 위치입니다. 그러나 마우스의 약 30%-35%에서는 이 위치의 이미지 품질이 충분하지 않을 수 있습니다. 여기서 RiCr 위치에서 이미징하는 것이 도움이 될 수 있습니다.
이러한 위치에서, 위멸혈류 속도(E 및 A) 및 조직 도플러 속도(E'및 A')를 측정하여 RV 확장기 기능에 대한 정보를 제공할 수 있습니다. 우리는 두 위치에서 얻은 TDI 매개 변수 사이의 좋은 상관 관계를 관찰했다. 덜 만족스러운 것은 E의 상관관계였다. 일반적으로, 위멸 혈류 프로필의 시각화는 여기에 제시된 프로토콜의 가장 어려운 부분이었고 가장 높은 가변성을 나타냈다. 조직 도플러에 의한 TAPSE 및 S'의 측정은 RV 수축기 기능의 추정치를 제공했다. 그러나, 최근의 연구 결과에 비추어, TAPSE의 생리적 의미는 명확하지 않다11. 우리는 압력 과부하의 조건에서 확대 된 RV의 측면 부분이 부분적으로 흉골에 의해 덮여 있고이 위치에서 완전히 보이지 않기 때문에 정점 위치에서 수축의 RV 분수 영역을 일상적으로 측정하지 않습니다3. 따라서, 마우스에서 정점 위치의 시각화는 클리닉에서 일상적으로 사용되는 매개 변수의 측정을 가능하게하고, 따라서, 더 많은 정보를 제공, 이는 보다 완전한 기능적 특성화를 할 수 있습니다.
균주, 변형률 분석 및 반점 추적 심초음파는 심장 초음파12의새로운 양식입니다. 그것의 높은 감도는 초기 단계에서 심장 기능 장애를 감지 할 수 있습니다13 사망률을 예측 할 수있는 능력을 가지고14; 따라서, 그 응용 프로그램은 또한 실험 연구에서 보증된다. 불행하게도, 마우스에서, RV 자유 벽은 부분적으로 변형의 분석을 방해 할 수있는 흉골의 그림자 뒤에 숨겨져 있습니다. 또한 얼룩 분석에는 전체 자유 벽의 좋은 이미지 품질과 시각화가 필요합니다.
심혈관계 시스템은 바로수용체 메커니즘을 활성화하여 자세의 변화에 신속하게 반응한다15. 따라서 플랫폼의 두개골 기울기는 측정된 심장 파라미터의 반사변동을 야기할 것으로 예상할 수 있습니다. 실제로, 헤드업과 헤드다운 틸트 위치 모두 마우스(16)에서 심박수 및심장 전기 축의 일시적인 변화를 일으켰다. 90° 헤드업 틸트는 심박수를 증가시키는 반면, 90° 헤드 다운 기울기는 일시적이고 통계적으로 중요하지 않은 서맥을 일으켰습니다. 반대로 마우스를 어느 방향으로든 10°-15°로만 기울이는 것이 좋습니다. 자세에 있는 이 온화한 변경은 어떤 측정가능한 혈역학적 인 perturbances를 일으키는 원인이 되지 않았습니다.
생쥐에서 LV 확장기 기능은 또 다른 과소 연구 된 영역입니다. 본 연구에서 테스트되지는 않았지만, 여기에 제시된 프로토콜은 LV 확장기 기능의 정량화를 위해 사용될 수 있어야 한다.
작은 동물 EchoCG의 이론적 및 실용적인 한계는다른 곳에서 상세히 설명되어 있다 8. 이 프로토콜에서는 400-440 bpm의 심박수로 측정이 수행됩니다. 이 심박수 범위에서 E 및 A 속도 피크와 TDI 인덱스의 측정이 가능합니다. 더 높은 심박수에서 피크가 병합되어 정량화가 불가능해지습니다. 마우스에 대 한 생리 적 심박수는 이후 500-600 bpm, 이 프로토콜에 사용 되는 심장 박동은 오히려 낮은. 그럼에도 불구하고, 이 심박수 범위에서측정은 믿을 수 있고 생리학적 표현형과 역기능 표현형3을구별할 수 있게 한다.
우리는 마우스에 있는 4개의 챔버 전망에서 RV 기능적 파라미터의 평가를 용이하게 하는 2개의 위치를 위한 프로토콜을 기술했습니다. 위치는 비슷한 결과를 제공하며 상호 교환하여 사용할 수 있습니다.
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Disclosures
저자는 공개 할 것이 없다.
Acknowledgments
연구 결과는 폐 혈관 연구를 위한 Ludwig Boltzmann 학회에 의해 투자되었습니다.
Materials
| Name | Company | Catalog Number | Comments |
| RMV-707B scan head 30 MHz | Visual Sonics | P/N 11459 | mouse scan head |
| VisualSonics Vevo 770® High-Resolution Imaging System | Visual Sonics | 770-230 | ultrasound machine |
| Veet depilation creme for sensitive skin | Veet | 07768307 | |
| Surgical tape Durapore 3M | 3M Deutschland GmbH | 1538-1 | for fixation |
| Askina Brauncel cellulose swabs | B.Braun | 9051015 | |
| Aquasonic ultrasound gel | Parker Laboratories Inc. | BT025-0037L | |
| Electrode Gel | GE medical systems information technologies Inc. | 2034731-002 | apply to extremities for countinous ECG and heart rate monitoring |
| Thermasonic gel warmer | Parker Laboratories Inc. | 82-04-20 | to reduce heat loss warm up the ultrasound gel before use |
References
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