Эхокардиография плода и импульсной волны ультразвуковая допплерография в модели кролика внутриутробной задержки роста
Summary
Мы описываем обследование плода сердечной функции с современными функциональными эхокардиографии плода и фетоплацентарного ультразвуковая допплерография использованием VisualSonics VEVO 2100 microultrasound в хирургически индуцированной модели внутриутробной задержки роста плода у кролика.
Abstract
Плода внутриутробное ограничение роста (ЗВУР) приводит к ненормальной сердечной функции, что очевидно антенатально из-за достижения в фетоплацентарной ультразвуковая допплерография и эхокардиография плода. Все чаще эти методы визуализации принимаются на работу в клинике для изучения сердечной функции и оценки благополучия в матке, тем самым руководящие времени рождения решений. Здесь мы с помощью модели кролика ЗВУР, что позволяет провести анализ сердечной функции у клинически значимые пути. Изофлураном индуцированной анестезией, IUGR хирургическим создан на сроке 25 дневного возраста, выполняя лапаротомию, обнажая двурогая матка, а затем лигирование 40-50% маточно-плацентарного сосуды, снабжающие каждый плодного яйца в одном роге матки. Другой рог матки двурогая кролика служит внутренний контроль плодов. Затем, после восстановления на сроке 30 дневного возраста (полный срок), того же кролика проходит обследование плода сердечной функции. Анестезия индуцируют ketamнеравенство и ксилазина внутримышечно, затем поддержаны непрерывным внутривенным введением кетамина и ксилазина, чтобы минимизировать ятрогенные воздействия на функцию сердца плода. Повторите лапаротомии выполняется подвергать каждое плодное яйцо и microultrasound обследование (VisualSonics VEVO 2100) плода сердечная функция выполняется. Плацентарная недостаточность видно по Повышенный индекс пульсации или отсутствует или обратной конечного диастолического потока пупочной артерии доплеровского сигнала. Венозном протоке и средней мозговой артерии доплеровского тогда исследована. Эхокардиография плода осуществляется записи B режиме M режим и скорость потока сигналов в боковых и апикальных взглядов. Offline расчетов определить стандартные M-режиме сердечной переменных, трехстворчатого и митрального кольца экскурсию систолического плоскости, спекл отслеживания и анализа деформаций, изменение индекса производительности миокарда и сосудистых скорость потока сигналов, представляющих интерес. Этот небольшой животной модели IUGR поэтому дает рассмотрение в Uterо сердечной функции, которая согласуется с современной клинической практике и, следовательно, полезны в поступательное установку исследований.
Introduction
Бремени сердечно-сосудистых заболеваний, что результаты от плода внутриутробная задержка развития (ЗВУР), не может быть переоценена. Это является основной причиной мертворождений после врожденных аномалий. 1 IUGR относится к плоду, что не в состоянии достигнуть потенциал его роста и обычно в результате плацентарной недостаточности. 2 У выживших, сердечно-сосудистые болезни очевидна на протяжении всей жизни с очевидной дисфункции миокарда в младенчестве и детстве 3,4 и последующих 5 гипертонии, диабета 6 и ожирение развивается во взрослой жизни – все накопленные сердечные факторы риска от рождения к преждевременной смерти от ишемической болезни сердца 7.
Разработка животных моделей для характеристики матери и плода, который устанавливает связь IUGR и последующего плода ответ на снижение доступности субстрате необходима, если мы хотим как лучше понять патофизиологию IUGR связанных автомобилянарушения сердечной и развивать сердечно-защитных стратегий по улучшению плода и послеродового здоровья. В этом отношении множество различных моделей у разных видов были описаны. 8 IUGR обычно индуцированного материнского при питании с низким содержанием белка у грызунов, 9 хирургической абляцией или лигирование маточного кровотока у грызунов и морских свинок 10 или окклюзии пупочной артерии у овец. 11 Тем не менее, очевидно, что ни одна модель полностью повторяет человека IUGR 12.
В нынешней методологические исследовании мы использовали хорошо проверенных подхода селективного маточно-плацентарного сосудистого перерывом в 13-16 кролика, который не только производит плода сердечно-сосудистой реакциях, наблюдаемых с помощью ультразвука 14 клинически, но и позволяет допроса плода сердечной функции с использованием эхокардиографии романа microultrasound технологии из VisualSonics VEVO 2100. В то время как доплеровский УЗИ fetoplacental суда остается краеугольным камнем текущей дородовых плодов IUGR 17, функциональные эхокардиографии все чаще используются для обеспечения новому взглянуть на болезнь патофизиологии и для оценки благополучия плода. 18 Соответственно, здесь мы принимаем эти авансы от клинических исследований и описать, что животная модель гаваней не только изысканность этого изображения, но и обеспечивает экспериментальную площадку для расследования механистической путей и новых терапевтических средств.
Protocol
Representative Results
Discussion
Мы использовали ранее подтверждены подход хирургическим снижение маточно-плацентарного кровотока у кролика для производства IUGR 13-16, а затем изучения сердца плода функцию 14 для описания технологии microultrasound и сердечной функции анализа доступны на VisualSonics VEVO 2100. Способность к…
Disclosures
The authors have nothing to disclose.
Acknowledgements
Эта работа опирается на Гамильтон-Fairley NHMRC стипендий (RH, Al); операционной инфраструктуры викторианской правительства Программа поддержки (RH, EW) и Марии Кюри Industria-Академия партнерства и путей предоставляем поддержке Европейской комиссии (ME, PD) . Авторы хотели бы поблагодарить д-р Андре Miyague, доктор Франческа Руссо, г-жа Розита Kinnart и г-н Иван Laermans их богатому опыту в производстве этого видео.
Materials
| Name of Reagent/Material | Company | Catalog Number | Comments |
| Ketamine | Ceva Sante Animale | http://www.ceva.com/en | |
| Xylazine | Ceva Sante Animale | http://www.ceva.com/en | |
| Depot Provera | Pharmacia Upjohn | ||
| Penicillin G | Kela Pharma | http://www.kela.be | |
| Lidocaine | B Braun Medical | http://www.bbraun.com/ | |
| Temgesic | Schering-Plough | http://www.merck-animal-health-usa.com/ | |
| Isolurane | Isoba Vet; Abbott Laboratories Ltd | http://www.abbottanimalhealth.com/index.html | |
| Ethicon | Johnson and Johnson | http://www.ethiconproducts.co.uk/products/sutures | |
| Ethicon | Johnson and Johnson | http://www.ethiconproducts.co.uk/products/sutures | |
| Ethicon | Johnson and Johnson | http://www.ethiconproducts.co.uk/products/sutures | |
| VEVO 2100 | VisualSonics | SN100-0032 | http://www.visualsonics.com/ |
| Aquasonic Gel | Parker Laboratories | 01 02 | http://www.parkerlabs.com/ultrasound_products.html |
| Nellcor N-20PA Pulse oximeter | Covidien | http://www.nellcor.com/prod/PRODUCT.ASPX?S1=POX&S2=MON&id=282&V |
References
- Bukowski, R. Stillbirth and fetal growth restriction. Clin. Obstet. Gynecol. 53 (3), 673-680 (2010).
- American College of Obstetricians and Gynecologists. Intrauterine growth restriction. ACOG practice bulletin no. 12. 12, (2000).
- Crispi, F., Bijnens, B., et al. Fetal growth restriction results in remodeled and less efficient hearts in children. Circulation. 121 (22), 2427-2436 (2010).
- Cosmi, E., Visentin, S., Fanelli, T., Mautone, A. J., Zanardo, V. Aortic intima media thickness in fetuses and children with intrauterine growth restriction. Obstet. Gynecol. 114 (5), 1109-1114 (2009).
- Ojeda, N. B., Grigore, D., Alexander, B. T. Intrauterine growth restriction: fetal programming of hypertension and kidney disease. Adv. Chronic Kidney Dis. 15 (2), 101-106 (2008).
- Stocker, C. J., Arch, J. R., Cawthorne, M. A. Fetal origins of insulin resistance and obesity. Proc. Nutr. Soc. 64 (2), 143-151 (2005).
- Barker, D. J. Intrauterine programming of coronary heart disease and stroke. Acta Paediatr. Suppl. 423, 178-182 (1997).
- Anthony, R. V., Scheaffer, A. N., Wright, C. D., Regnault, T. R. Ruminant models of prenatal growth restriction. Reprod. Suppl. 61, 183-194 (2003).
- Woods, L. L., Weeks, D. A., Rasch, R. Programming of adult blood pressure by maternal protein restriction: role of nephrogenesis. Kidney Int. 65 (4), 1339-1348 (2004).
- Turner, A. J., Trudinger, B. J. A modification of the uterine artery restriction technique in the guinea pig fetus produces asymmetrical ultrasound growth. Placenta. 30 (3), 236-2340 (2009).
- Miller, S. L., Supramaniam, V. G., Jenkin, G., Walker, D., W, E. M., Wallace, Cardiovascular responses to maternal betamethasone administration in the intrauterine growth-restricted ovine fetus. Am. J. Obstet. Gynecol. 201 (6), 613.e1-613.e8 (2009).
- Barry, J. S., Rozance, P. J., Anthony, R. V. An animal model of placental insufficiency-induced intrauterine growth restriction. Semin. Perinatol. 32 (3), 225-2230 (2008).
- Eixarch, E., Figueras, F., et al. An experimental model of fetal growth restriction based on selective ligature of uteroplacental vessels in the pregnant rabbit. Fetal Diagn. Ther. 26 (4), 203-211 (2009).
- Eixarch, E., Hernandez-Andrade, E., et al. Impact on fetal mortality and cardiovascular Doppler of selective ligature of uteroplacental vessels compared with undernutrition in a rabbit model of intrauterine growth restriction. Placenta. 32 (4), 304-309 (2011).
- Eixarch, E., Batalle, D., et al. Neonatal neurobehavior and diffusion MRI changes in brain reorganization due to intrauterine growth restriction in a rabbit model. PLoS One. 7 (2), e31497 (2012).
- Figueroa, H., Lozano, M., et al. Intrauterine growth restriction modifies the normal gene expression in kidney from rabbit fetuses. Early Hum. Dev. , (2012).
- Alfirevic, Z., Stampalija, T., Gyte, G. M. Fetal and umbilical Doppler ultrasound in high-risk pregnancies. Cochrane Database Syst. Rev. (1), CD007529 (2010).
- Baschat, A. A. Examination of the fetal cardiovascular system. Semin. Fetal Neonatal. Med. 16 (1), 2-12 (2011).
- Rychik, J., Ayres, N., et al. American Society of Echocardiography guidelines and standards for performance of the fetal echocardiogram. J. Am. Soc. Echocardiogr. 17 (7), 803-810 (2004).
- Gnyawali, S. C., Roy, S., Driggs, J., Khanna, S., Ryan, T., Sen, C. K. High-frequency high-resolution echocardiography: first evidence on non-invasive repeated measure of myocardial strain, contractility, and mitral regurgitation in the ischemia-reperfused murine heart. J. Vis. Exp. (41), e1781 (2010).
- Forfia, P. R., Fisher, M. R., et al. Tricuspid annular displacement predicts survival in pulmonary hypertension. Am J Respir Crit Care Med. 174 (9), 1034-1041 (2006).
- Matos, J., Kronzon, I., Panagopoulos, G., Perk, G. Mitral annular plane systolic excursion as a surrogate for left ventricular ejection fraction. J. Am. Soc. Echocardiogr. 25 (9), 969-974 (2012).
- Cruz-Martinez, R., Figueras, F., et al. Normal reference ranges from 11 to 41 weeks’ gestation of fetal left modified myocardial performance index by conventional Doppler with the use of stringent criteria for delimitation of the time periods. Fetal Diagn. Ther. 32 (1-2), 79-86 (2012).
- Edwards, A., Baker, L. S., Wallace, E. M. Changes in umbilical artery flow velocity waveforms following maternal administration of betamethasone. Placenta. 24 (1), 12-16 (2003).
- Edwards, A., Baker, L. S., Wallace, E. M. Changes in fetoplacental vessel flow velocity waveforms following maternal administration of betamethasone. Ultrasound Obstet. Gynecol. 20 (3), 240-244 (2002).
- Neitzke, U., Harder, T., et al. Intrauterine growth restriction in a rodent model and developmental programming of the metabolic syndrome: a critical appraisal of the experimental evidence. Placenta. 29 (3), 246-254 (2008).
- Neitzke, U., Harder, T., Plagemann, A. Intrauterine growth restriction and developmental programming of the metabolic syndrome: a critical appraisal. Microcirculation. 18 (4), 304-311 (2011).
- Maulik, D., Mundy, D., Heitmann, E. Evidence-based approach to umbilical artery Doppler fetal surveillance in high-risk pregnancies: an update. Clin. Obstet. Gynecol. 53 (4), 869-878 (2010).
- Morrow, R. J., Adamson, S. L., Bull, S. B., Ritchie, J. W. Effect of placental embolization on the umbilical arterial velocity waveform in fetal sheep. Am. J. Obstet. Gynecol. 161 (4), 055-60 (1989).
- Kingdom, J. C., Burrell, S. J., Kaufmann, P. Pathology and clinical implications of abnormal umbilical artery Doppler waveforms. Ultrasound Obstet. Gynecol. 9 (4), 271-286 (1997).
- Van Mieghem, T., DeKoninck, P., Steenhaut, P., Deprest, J. Methods for prenatal assessment of fetal cardiac function. Prenat. Diagn. 29 (13), 1193-1203 (2009).
- Van Mieghem, T., Giusca, S., et al. Prospective assessment of fetal cardiac function with speckle tracking in healthy fetuses and recipient fetuses of twin-to-twin transfusion syndrome. J. Am. Soc. Echocardiogr. 23 (3), 301-308 (2010).
- Cruz-Martinez, R., Figueras, F., Hernandez-Andrade, E., Oros, D., Gratacos, E. Changes in myocardial performance index and aortic isthmus and ductus venosus Doppler in term, small-for-gestational age fetuses with normal umbilical artery pulsatility index. Ultrasound Obstet. Gynecol. 38 (4), 400-405 (2011).
- Comas, M., Crispi, F., Cruz-Martinez, R., Figueras, F., Gratacos, E. Tissue Doppler echocardiographic markers of cardiac dysfunction in small-for-gestational age fetuses. Am. J. Obstet. Gynecol. 205 (1), 57.e1-57.e6 (2011).
- Baschat, A. A. Venous Doppler evaluation of the growth-restricted fetus. Clin. Perinatol. 38 (1), 103-112 (2011).
- Hodges, R. J., Wallace, E. M. Mending a growth-restricted fetal heart: should we use glucocorticoids?. J. Matern. Fetal Neonatal. Med. , (2012).
- Miller, S. L., Chai, M., et al. The effects of maternal betamethasone administration on the intrauterine growth-restricted fetus. Endocrinology. 148 (3), 1288-1295 (2007).
- Palahniuk, R. J., Shnider, S. M. Maternal and fetal cardiovascular and acid-base changes during halothane and isoflurane anesthesia in the pregnant ewe. Anesthesiology. 41 (5), 462-472 (1974).
- Baumgartner, C., Bollerhey, M., Ebner, J., Laacke-Singer, L., Schuster, T., Erhardt, W. Effects of ketamine-xylazine intravenous bolus injection on cardiovascular function in rabbits. Can. J. Vet. Res. 74 (3), 200-208 (2010).
- Cruz-Martinez, R., Figueras, F., et al. Learning curve for Doppler measurement of fetal modified myocardial performance index. Ultrasound Obstet. Gynecol. 37 (2), 158-162 (2011).
- Germanakis, I., Gardiner, H. Assessment of fetal myocardial deformation using speckle tracking techniques. Fetal Diagn. Ther. 32 (1-2), 39-46 (2012).
- D’hooge, J., Heimdal, A. Regional strain and strain rate measurements by cardiac ultrasound: principles, implementation and limitations. Eur. J. Echocardiogr. 1 (3), 154-170 (2000).
- Flake, A. W., Villa, R. L., Adzick, N. S., Harrison, M. R. Transamniotic fetal feeding. II. A model of intrauterine growth retardation using the relationship of “natural runting” to uterine position. J. Pediatr. Surg. 22 (9), 816-819 (1987).
