גישות פרוטוקולים אקו לאפיון פנוטיפי מקיף של מסתמית מחלות לב בעכברים

This protocol provides a detailed description of the echocardiographic approach for comprehensive phenotyping of heart and heart valve function in mice.

The aim of this manuscript and accompanying video is to provide an overview of the methods and approaches used for imaging heart valve function in rodents, with detailed descriptions of the appropriate methods for anesthesia, the echocardiographic windows used, the imaging planes and probe orientations for image acquisition, the methods for data analysis, and the limitations of emerging technologies for the evaluation of cardiac and valvular function. Importantly, we also highlight several future areas of research in cardiac and heart valve imaging that may be leveraged to gain insights into the pathogenesis of valve disease in preclinical animal models. We propose that using a systematic approach to evaluating cardiac and heart valve function in mice can result in more robust and reproducible data, as well as facilitate the discovery of previously underappreciated phenotypes in genetically-altered and/or physiologically-stressed mice.

הזדקנות קשורה עליות פרוגרסיבית הסתיידות לב וכלי דם ^1. Hemodynamically משמעותי היצרות מסתם אאורטלי משפיעות על 3% מכלל האוכלוסייה מעל גיל 65 ^2, וחולים עם היצרות מסתם מתונות אפילו אב עורקים (מהירות שיא של 3-4 m / s) יש הישרדות ללא אירועים ל -5 שנים של פחות מ -40% ^3. נכון להיום, אין טיפולים יעילים כדי להאט את התקדמות הסתיידות מסתם אאורטלי, ואת החלפה מסתם אאורטלי כירורגית היא הטיפול הזמין רק עבור היצרות מסתם אאורטלי מתקדם ^4.

מחקרים שמטרתם להשיג הבנה עמוקה יותר של מנגנונים התורמים בייזום והתקדמות של הסתיידות מסתם אאורטלי הם צעד ראשון מפתח לנוע לכיוון שיטות פרמקולוגיות ולא ניתוחי לנהל היצרות מסתם אאורטלי ^{5, 6.} גֵנֵטִיעכברים שינו ly שיחקו תפקיד מרכזי בפיתוח הבנתנו את המנגנונים לתרום למגוון מחלות ועכשיו באים לקדמת מחקרים מכניסטית להבנת הביולוגיה של היצרות מסתם אאורטלי ^{6, 7, 8.} בניגוד למחלות לב וכלי דם אחרות כגון טרשת עורקים אי ספיקת לב-שם פרוטוקולים סטנדרטיים להערכת תפקוד כלי הדם חדרית הם על פי רוב ומבוססת-ישנם אתגרים ייחודיים הקשורים in vivo phenotyping של תפקוד שסתום הלב בעכברים. בעוד הסקירות אחרונות ספקו דיונים יסודיים באשר היתרונות וחסרונות הדמיה רבה ואופני פולשני המשמשים להערכת תפקוד שסתום במכרסמים ^{9, 10, 11,} עד כה, אנחנו לא מודעים של פרסום מספק comprehensive, צעד אחר צעד פרוטוקול לתפקוד שסתום לב phenotyping בעכברים.

מטרת כתב היד הזה היא לתאר את שיטות ופרוטוקולים לפנוטיפ פונקציה שסתום הלב בעכברים. כל השיטות והנהלים אושרו על ידי ועדת טיפול בבעלי חיים מוסדיים Mayo Clinic ושימוש. מרכיבים מרכזיים של פרוטוקול זה כולל את עומק ההרדמה, הערכת תפקוד הלב, ואת הערכה של תפקוד שסתום הלב. אנו מקווים דוח זה לא שירת רק להנחות חוקרים מעוניינים רודף מחקר בתחום המחלה שסתום לב, אלא גם יתחיל דיאלוג לאומי ובינלאומי הקשורים סטנדרטיזציה פרוטוקול כדי להבטיח נתונים שחזור ותוקפים בתחום במהירות וגדלה זו. חשוב לציין, הדמיה מוצלחת באמצעות מערכות אולטרסאונד ברזולוציה גבוהה דורשת ידע בסיסי של העקרונות sonography (מינוח נפוץ sonography), הבנה של פרינציפ היסודles של פיזיולוגיה של הלב, וניסיון משמעותי עם sonography כדי לאפשר הערכה מדויקת זמן יעיל של תפקוד הלב במכרסמים.

1. מכינים את החומרים והציוד (טבלה 1 ואיור 1)

1. הפעילו את מכונת אולטרסאונד. הזן את מזהה בעלי חיים, תאריך ושעה (לניסויים הדמיה סדרתי) ומידע רלוונטי נוסף.
2. השתמש מתמר אולטרסאונד בתדירות גבוהה, 40 MHz עבור עכברים הדמיה פחות מ ~ 20 גרם או 30 MHz עבור עכברים יותר מ ~ 20 גרם.
3. חבר את פלטפורמת אל רל (א.ק.ג.) לפקח על gating של הדמיה א.ק.ג. עבור שיטות מסוימות.
   הערה: אנושות, זה גם מאפשר לחישוב מיידי של קצב הלב (HR), אשר ניתן להשתמש בהם כאחת מכמה מדדים של עומק ההרדמה המתאים.
4. טרום לחמם את הפלטפורמה ל -37 מעלות צלזיוס.
   הערה: כל מכונות אולטרסאונד, הזמינות מסחרי יש לוח בקרה מספק שולטת רכישת תמונה ובקרות ניהול מחקר עבור מצב B, M-mode, ו אקו דופלר. כלי מדידת לב מוטבע ההתקן עבור המדידה האוטומטיתוחישוב פרמטרים אקו משותף של תפקוד הלב ואת מסתמית.

2. מכינים את עכבר הדמיה ו אינדוקציה של הרדמה

1. בעדינות להרים את העכבר בזנב ובתקיפות להחזיק את החיה על העורף שלה.
2. מדריך את האף של בעל החיים לתוך חרטומו. בגין זרימת הרדמה isoflurane 1%. להבטיח כי בעל החיים הוא מסומם בתוך 3-5 שניות של חשיפה לגז.
3. מהיר ומדויק להניח את חיה על הבמה בתנוחה אופקית, ולוודא כי מרגליו הקדמיות ואת הרגליים האחוריות לשכב על חיישנים א.ק.ג. של הרציף.
4. בעדינות לאבטח את החיה עם סרט דביק על כל ארבעת הגפיים, להחיל דבק קל כדי לייצב את הראש במנגנון חרטומו, ולהחיל דבק כדי לייצב את הזנב. שני הרגליים הקדמיות האחוריות תהיינה שטוחות כדי להבטיח רכישת אות ECG יציבה וברורה ידי מערכת ההדמיה הפיזיולוגית.
5. בדוק את HR. האם זה באמצעות הר"יפלטפורמה גינג עם יכולות א.ק.ג. או עם מכשירי א.ק.ג. חיצוניים. ודא HR הבסיס הוא בין 600 ל -700 פעימות לדקה. ודא HR אינו נופל 450 פעימות לדקה בשום פנים ואופן.
   הערה: במהלך ההליך, HR עשוי לקטון מעט עקב הרדמה, אבל זה צריך להיות מעל 500 פעימות לדקה ברוב המקרים.
6. התאם את זרימת ההרדמה בתוספות קטנות בהתאם (~ 0.1 במרווחי% כל 15 שניות עד למצב יציב של הרדמה הוא הגיע).
   הערה: מצב הרדמה יציב הוא מצב שבו פרמטרי הלב הנ"ל נשמרים (ראה שלב 2.5) ובעל החיים אינם מגיבים בגלוי לגירויים מן המיקום של החללית על חלון הדמיה שונות. חשוב לציין, זה לא מטוס כירורגית של הרדמה, שתוצאתה cardiodepression ניכרת בעכברים. עבור הפעלות הדמיה ממושכות, היישום של משחת וטרינר על העיניים כדי למנוע יובש מומלץ.
7. בדוק את טמפרטורת הגוף באמצעות מדחום רקטלי. שמור את הטמפרטורה בין 36.5 מעלות צלזיוס ו -38 מעלות צלזיוס.
   הערה: חדר לסביבה מבוקר כראוי ובפלטפורמה מחוממת, טמפרטורת הגוף (נמדד רקטלי) נשארת קבועה במהלך ההליך כולו, וכתוצאה מכך, הוא לא גורם בלבול משפיעים ופרמטרים המודינמיים לב וכלי דם לאורך זמן.
8. לגלח את השיער מהחזה באמצעות גוזז חשמלי המיועד לשימוש עם שיער דק. נקה את החזה עם מגבת נייר לחה. החיה מוכנה הדמיה.
   שים לב: בעוד הסרת השיער כימית יכולה גם להתבצע, למנוע את השימוש של תרכובות כאלה, כפי שהם יכולים לגרום לגירוי עור משמעותי לאורך זמן בניסויים ארוך טווח. יתר על כן, היישום המתאים והוצאת הסרת שיער כימי מבוססים כזה יכולים להאריך את משך חשיפת הרדמה על ידי 2-3 דקות (~ 10-20%). הזמן הכולל מ אינדוקציה של הרדמה להשלמת הכנת עור צריך לקחת פחות מ -3 דקות.

הערה: ישנם שלוש שיטות אולטרסאונד משמשות רכישת תמונות: B-mode / 2-D, M-mode, ו דופלר (Doppler פעם-גל רפאי הדמית דופלר זרימת צבע). ישנן שתי עמדות מתמרות בסיסיות המשמשות לרכוש תמונות של מסתמי לב בלב: parasternal וחלונות פסגה (איור 2).

1. מתוך כל עמדה מתמר, להשיג תמונות טומוגרפית מרובות של יחסי לב הצירים הארוכים וקצרים שלה על ידי סיבוב ידני angulating מתמר.
   הערה: הסיבוב מתייחס ציר או פיתול מתמר מעמדת המקובעים לקיר החזה, בעוד זווית מתייחסת לצד-לצד התנועה של המתמר מן נקודה קבועה על דופן בית החזה. כל המתמרים אולטרסאונד יש סמן אינדקס תמונות בצורת חריץ (חריץ), התגודדות חיצונית, או כפתור.
2. ודא כי sig אולטרסאונדהסופי הוא בניצב למבנה היעד על ידי התאמת העמדה מתמרת בהתאם.
3. מטב את זרימת צבע אותות מהירים שיא על ידי יישור במקביל קורה אולטרסאונד מועבר הזרם. הזווית בין אלומת אולטרסאונד והתזרים צריכה להיות פחות מ 60 מעלות.
4. למטב את איכות התמונה באמצעות הלחצנים שבלוח הבקרה. רק בתחום החקירות צריך להתמלא בתצוגת התמונות.
   הערה: התאמות פיין בתפקידים מתמרים ופלטפורמה הן כמעט תמיד יש צורך להשיג תמונות ברורות. גם בתקופת תנאים אופטימליים, תנועות נשימה, אנטומיה דופן בית חזה (למשל, מרווח צלע קטן), וריאציות האנטומיה פנימית (הן טבועות ומחלות-induced) יכול להגביל את חלון אקוסטי ולעשות רכישת תמונה מאוד מאתגרת.
5. כאשר מודדים את מידות החדר השמאליות ב M-mode ו 2-D / B-mode, למקם את קליפר המדידה בקו ההד הרציף ביותר.
6. התאם את סקטור דופלר צבענפח דגימת ד לאזור של חקירה על ידי התאמת השליטה במגזר, אשר נמצאה בלוח.
   הערה: ערכת קידוד הצבעים במחקרי דופלר מציינת את המהירויות כיווניות של זרימת דם. אותות דופלר כי הם אדומים עולים זרימת דם למינרית כלפי המתמר. אותות דופלר כי הם כחולים עולים זרימה למינרית הרחק מתמר. דפוס צבע "פסיפס" מציין אזורים של זרימת דם סוערת או שאינה למינרית (אשר מתרחשת בדרך כלל היצרות מסתמית או regurgitation מסתמית).
7. הקלטת מינימום השנייה של רצועות 5 (או 100 מסגרות) של מצב B בזמן אמת / 2D הד מכל חלון הדמיה לניתוח מחובר.
   הערה: זמין מסחרי מכונית הד יש הגדרות רכישת תמונה כי ללכוד מספר שנקבע מראש של מסגרות או cine לולאה גדלה. הגדרות רכישת תמונה ניתן לשנות כך לולאות cine כבר ניתן לרכוש. רכישת תמונות באיכות גבוהה דורשת ניסיון והתנסות נרחבים. Investigators חייב למצוא את השילוב הנכון של מיקום מתמר וזווית פלטפורמה כדי להשיג תמונות מתצוגות רבות וחלונות אקוסטיים.

פונקציה 4. הערכת אבי העורקים שסתום (AV)

הערה: הערכות של תפקוד מסתם אאורטלי מתייחסים להערכות האיכותי של השסתום (למשל, עובי סף נתפס, echogenicity מוגברת בשל הסתיידות מסתמית, ואת קיומו או אי קיומו של מטוסי regurgitant באמצעות דופלר צבע) ו מדדים כמותיים של תפקוד שסתום (למשל, transvalvular שיא מהירות ומרחק הפרדה ניב).

1. בגין לתדמית שסתום אבי העורקים על ידי בחירת רכישת התמונה B-mode.
2. עם החיה מהודקת על הפלטפורמה והראש מול הרחק החוקר, הטה את ° שולחן 15-20 שמאלה. זה יביא את הלב קדימה שמאלה, קרוב לקיר החזה. למרוח כמות נדיבה של ג'ל אולטרסאונד על המתמר או ישירות על אהחזה של nimal.
3. מקם את מתמר parasternally, כ -90 מעלות בניצב עם ציר האורך של הלב, עם סמן אינדקס תמונה של מתמר הצבעה בדיעבד (איור 2). בעוד 2D / B-mode, חלק את cephalad מתמר עד AV נגלתה לעין. זוהי תצוגת "ציר קצר" של שסתום אבי העורקים.
   הערה: שסתום אבי העורקים נורמלי יש שלושה cusps דק שנפתחות נרחב במהלך התכווצות ולסגור כראוי במהלך דיאסטולה כך שאין regurgitation של הדם חזרה לתוך החדר השמאלי. הצומת נעשתה דקה מאוד, לנוע במהירות רבה, ולעתים קרובות יכולה להיות מאתגר לדמיין.
4. סובב עם כיוון השעון מתמר עד נקודות marker תמונת מדד caudad. שים את שורש האאורטה, שסתום אבי העורקים, בדרכי יצוא של החדר השמאלי, המסתם המיטרלי, אטריום שמאל, וחלק בדרכי יצוא החדר הימני על תצוגת התמונות.
   הערה: זוהי תצוגת "ארוך ציר parasternal" של AV. Sonographer צריךלוודא כי קיימים שני cusps מסתם אאורטלי גלוי בכל מחזור הלב בתמונות B-mode, אשר יאפשר הדמיה וניתוח M-Mode הבאים (ראה להלן).
5. להעריך את שורש האאורטה בתצוגה זו. בזהירות לשוטט אנה ואנה כדי שתמונות שורש האאורטה להכיל את הממדים הגדולים של שורש האאורטה. מדוד את המידה הגדולה ביותר האחורי-אנטרו של אבי העורקים באמצעות המחוגה האלקטרונית המשויכות לכלי המדידה מוטבע במכונה.
6. אתר את מסתם אאורטלי בציר הארוך. מנמיכים את רוחב התמונה כך שרק שסתום אבי העורקים הוא בתצוגת התמונות על ידי התאמת כפתור רוחב התמונה בלוח הבקרה. מקם את קו M-mode של חקירה במקום שהוא חוצה את הקצות מסתם אאורטלי להעריך הפרדת סף מסתם אאורטלי במדויק.
7. בתצוגה M-mode של שסתום אבי העורקים, למדוד את מרחק ההפרדה ניב (המראה דמוי קופסה התכווצות) באמצעות המחוגה האלקטרונית הקשורים measurכלי ement מוטבעים במכונה.
   הערה: היתרון הגדול של הדמית M-mode הוא הפתרון זמני מאוד גבוה, שהוא חיוני עבור ההערכה של תפקוד מסתם אאורטלי. בעוד תמונות M-mode של AV ניתן לרכוש בשתי התצוגות הקצרות-ציר ארוך, הראייה ארוך ציר parasternal מעדיפה בדרך כלל, משום שמטוס ההדמיה מאפשר sonographer לזהות את הכיוון ומיקום בקלות מן העצות של cusps במהלך התכווצות.
8. עוד בזמן שהיה ראייה ארוכת ציר parasternal של שסתום אבי העורקים, לוחצים על control דופלר צבע בלוח הבקרה. החל דופלר צבע לאזור של שסתום אבי העורקים.
   הערה: הזרימה הרגילה מן החדר השמאלי דרך שסתום אבי העורקים במהלך התכווצות היא כלפי מתמר ובכך מקודד אדום.
9. לתעד את קיומו או אי קיומו של regurgitation שסתום אבי העורקים.
   הערה: regurgitation שסתום אבי העורקים היא זרימה חריגה המתרחשת במהלך דיאסטולה והיא נוהלה הרחק אנקודריםאה; וכך, הוא מקודד כחול.
10. לוחץ על control דופלר פעם-גל. שימוש בכדור המסלול ממוקם בלוח הבקרה, למקם את נפח דגימה פעמו-גל האאורטה עולה הפרוקסימלי, ממש מעל שסתום אבי העורקים, ולוודא כי הזווית בין אלומת אולטרסאונד ואת זרימת הדם הוא פחות מ -60 ° ידי הטיית פלטפורמה ו / או מתמר. אם הדבר אפשרי, ברר את מהירות השיא ברחבי מסתם אאורטלי מחלון חריץ suprasternal.
11. מדוד את מהירות השיא מהתצוגה ספקטרלי באמצעות מחוגה האלקטרונית המשויכת לכלי המדידה מוטבע המכונה (איור 3 ג ו 3F).
    הערה: צבע פסיפס מציין מהירות זרימה גבוהה כי הוא עשוי להכיל תבניות זרימה בלתי למינרית.

פונקציה 5. הערכת צניפי שסתום (MV)

הערה: הערכת תפקוד מסתם המיטרלי כוללת ערכות איכותיות של השסתום (למשל, לכלעובי סף נתפסת סיקור, echogenicity מוגברת בשל הסתיידות מסתמית, קיומו או אי קיומו של מטוסי regurgitant באמצעות דופלר צבע) ו מדדים כמותיים של תפקוד שסתום.

1. מניחים את מתמר בעמדה הפסגה ב-במצב B. מקם את המתמר כך שהוא זוויתי כלפי ראש העכבר (איור 2 ג). שים את החדר הימני (RV), החדר השמאלי (LV), אטריום ימין (RA), ואת אטריום שמאלה (LA) בתצוגת התמונות. ידני להטות את הפלטפורמה מעט כדי שבעל החיים הם מצויים במצב של "ראש-למטה" כדי להמחיש את המסתם המיטרלי כפי שהוא פותח לתוך LV.
   הערה: תצוגת 4-קאמרי הפסגה היא הצפייה מיטבית לבחינת מהירות דם ברחבי צניפי שסתום tricuspid, כמו גם את מהירויות רקמות של annulus מיטרלי. זהו גם תצפית טובה על מנת להעריך את ההצעה והגודל של RV ו מחץ interventricular.
2. מתצוגת 4-הקאמרית הפסגה, להביא את המסתם המיטרלי בפוקוס על ידי הקטנת רוחב התמונה.שימו לב כי עלונים שסתום צניפי מופיעים שני חוטים דקים, ניידים פתיחה וסגירה במהלך כל מחזור הלב.
   הערה: עלונים צניפי של עכבר "רגיל" יכולה להיות קשה לדמיין אם ההדמיה נעשית HR הפיזיולוגי (כלומר,> 450 פעימות לדקה).
3. מניח את סמן M-mode פני המסתם המיטרלי להעריך את העובי של העלונים.
   הערה: העלון הקדמי דמיין ביותר התכווצות כאשר הוא בניצב קורה אולטרסאונד (איור 4).
4. באמצעות התצוגה 4-קאמרי פסגה, להחיל דופלר צבע לתמונת הזרימה מ אטריום השמאל דרך המסתם המיטרלי במהלך דיאסטולה. שימו לב עבור regurgitation המסתם המיטרלי.
   הערה: זרימה מכוונת מתמר ולכן מקודד אדום. זרימת Regurgitant יהיה מוצפן כחול מתרחשת במהלך התכווצות (איור 5).
5. באמצעות ראייה ארוכת ציר הפסגה, לעבור למצב פעמו-גל. הזז את נפח דגימת דופלר אל הקצוותעלון המסתם המיטרלי. הערת שתי הפסגות של תצוגת רפאי יבוא צניפי. אם את הכרוזים אינם היטב דמיינו, השתמש דופלר צבע לזהות אזורים עם דפוסי צבע אדום או פסיפס בהיר והמקום נפח דגימה בשלב זה.
   הערה: תצוגת הרפאים של זרימת צניפי יש שני שיאים HRs איטיים (<450 פעימות לדקה). בשנת HRs נורמלי (> 450 פעימות לדקה), את early- (E) וממלא מאוחר (א) תזרימי מתמזגות. התצוגה דופלר ספקטרלי של זרימת פני המסתם המיטרלי משמש להערכת תפקוד דיאסטולי של חדר שמאל (ראה שלב 7.5).

6. הערכה של תפקוד הימני צדדי שסתום הלב

הערה: tricuspid שסתום פולמוני המרכיבים את מסתמי לב-צדדי התקינים. שסתום tricuspid ניתן דמיין בקלות בתצוגה ארוך ציר הפסגה, בעוד שסתום פולמוני ניתן מדמיין בשתי תצוגות וארוכות הציר קצר parasternal.

1. מתוך ראייה ארוכת ציר הפסגה, להטות או להצביע קצה מתמר uלשיר בתנועות נדנוד כך החדר הימני הוא במרכז בתצוגת התמונות. מנמיכים את רוחב התמונה כך החדר הימני רק גלוי בתצוגת התמונות.
2. באותו מישור התמונה, לדמיין את עלונים שסתום tricuspid, אשר מופיעים חוטים דקים כמו, ניידים בין אטריום ימין החדר הימני וכי לפתוח ולסגור במהלך כל מחזור הלב.
3. החל דופלר צבע באזור של שסתום tricuspid. הערה עבור regurgitation שסתום tricuspid.
   הערה: זרימת רגילה מתרחשת במהלך דיאסטולה, מכוונת המתמר, ולכן מקודד אדום. זרימת regurgitant חריגה מתרחשת במהלך התכווצות, מופנה הרחק מתמר, ולכן מקודד כחול. מהירות שיא של סילון regurgitant משמש להעריך הלחץ הסיסטולי החדר הימני.
4. הזז את מתמר שורט ציר parasternal ברמה של מסתם אאורטלי. מעל שסתום אבי העורקים הם outf החדר הימני בדרכי נמוכה, שסתום פולמוני, עורק הריאה הפרוקסימלי ראשי, ימינה עורקי ריאה שמאלה (איור 6).
5. סובב עם כיוון השעון מתמר לעמדת parasternal ארוך ציר שונה. לאחר מכן, להטות את מתמר מעט כלפי מעלה כדי לקבל מבט קצר ציר השסתום פולמוני.
6. לפי השקפה זו, להחיל הדמיה M-mode כדי להעריך את מרחק ההפרדה של cusps שסתום פולמוני (איור 7).
7. החל דופלר צבע באזור של שסתום פולמוני להעריך עבור regurgitation מסתמית (סילון פסיפס בדוגמת, מהירות גבוהה במהלך דיאסטולה) היצרות (סילון פסיפס בדוגמת, מהירות גבוהה במהלך התכווצות).
8. לוחץ על control פעם-גל והמקום נפח הדגימה רק לאחר שסתום פולמוני.
   הערה: ניתוח של תצוגת דופלר ספקטרלי של זרימה משמשת להעריך לחץ בעורק ריאה (איור 8).

7. הערכת תפקוד הלב

ילדה = "jove_content"> הערה: הערכת תפקוד לב כוללת ערכות איכותיות של התכווצות חדר השמאלית (למשל, הערכה חזותית של מקטע הפליטה, אי נורמלי תנועת קיר האזוריות, ואת העובי הנתפס של הקירות) מדדי כמותיים של חדר השמאלי פונקציה (למשל, מקטע פליטה, מסת החדר השמאלי, פונקציה הדיאסטולי של החדר השמאלי, ומדדי ביצועים שריר הלב).

1. לקבל מבט קצר ציר של LV ב-mode ב 2D /, עם מתמר שורט ציר parasternal ברמה של שרירי papillary. הזז את מתמר למעלה ולמטה כדי לסרוק את LV מהבסיס אל הקודקוד. שים ליקויי תנועת קיר.
2. מנקודת מבט קצר ציר parasternal של החדר השמאלי, ולחץ על כפתור M-mode, הממוקם בלוח הבקרה. שימוש בכדור אחר, מקמו את הסמן M-mode במרכז חלל חדר שמאל ברמה של השרירים papillary ואת obtaiתמונות M-mode n.
3. מדוד את ממד חלל חדר השמאל ב-דיאסטולה סוף, עד שהמרחק בין קיר הקיר אחורי הקדמי הוא גדול, וב-התכווצות הסוף, שבו התנועה פנימה של שני הקירות הקדמיים וגם אחוריים היא מקסימאלי (איור 9).
4. מדוד את עובי הקיר הקדמי וגם האחורי ב-דיאסטולה סוף-סוף התכווצות.
   הערה: בעוד שרירי papillary מהווים ציון דרך חיונית על מנת להבטיח את מטוס ההדמיה הנכון, להיזהר שלא לכלול אותם בכל מידות.
5. הזז את המתמר אל חלון הפסגה. ראה שלב 5.1. להעריך את התפקוד דיאסטולי של חדר השמאל באמצעות דופלר פעם-גל זרימת דם על פני המסתם המיטרלי בתצוגה ארוך ציר הפסגה.
6. מניחים את נפח דגימה בקצותיהן של עלונים שסתום צניפי. מדוד את מהירות זרימת צניפי שיא מהתצוגה ספקטרלי של מהירויות דופלר פעם-גל על ​​פני המסתם המיטרלי.
7. מקם את נפח דגימה בין infl LVow ו יצוא. שים לב צניפי אותות סגירה ופתיחה מסתם אאורטלי. מדדו את זמן הרפיה isovolumic, זמן התכווצות isovolumic, וזמן פליטה של החדר השמאלי (איור 10).
8. בצע הדמית דופלר רקמות (TDI) של annulus מיטרלי בתצוגה ארוך ציר הפסגה. לוחצים על control TDI והמקום נפח דגימה על היבט המדיאלי של annulus מיטרלי. ודא כי היקף המדגם לא לפלוש אל תוך עלונים צניפי. שמור את גודל נפח דגימה דופלר בין 0.21 מ"מ ו 0.27 מ"מ. מדדו את מהירות דיאסטולי מוקדם (ה ') של annulus מיטרלי (איור 11).

8. צעדים סופיים

1. סקור את התמונות רכשו. לוודא כי כל התמונות הנדרשות התקבלו.
2. הסר ג'ל אולטרסאונד עודף מהחזה של העכבר והסר בעדינות את סרט הבטחת החיה במקום. כבה את ההרדמה.
3. מניח את החיה על מגבת נייר סופגת(לא מצעים, אשר יכול להישאף או יכול לחסום דרכי הנשימה במהלך ההתאוששות). שים את החיה עד שכיבה sternal מושגת. אם ההרדמה מוגדרת כראוי, התאוששות צריכה להתרחש תוך 30 עד 60 שניות.

דוגמאות של תמונות כי מתקבלות באופן שגרתי הדמיה אולטרסאונד של לב חייה כלולות בכתב היד הזה. איור של מיקום מתמר על החזה של החיה מסופק לתת לקורא הבנה ברורה של איפה מתמר ממוצבת כדי להשיג את התמונות כמתוארות. תצלום של סט-אפ מעבדת אולטרסאונד נכלל גם כדי להדגיש את החשיבות של הציוד המתאים, במיוחד מתמר אולטרסאונד כדי לשמש ואת שיטת ההרדמה. 2D / B-mode, M-mode, ומציג צבע דופלר של השסתומים הנורמלים נורמלים, חדרי ימין ושמאל, ואת שורש האאורטה מסומנים כראוי. למרות הדמית זן-שיעור לא מבוצעת באופן שיגרתי, דוגמא נכללה גם.

regurgitation צניפי מאופיין מהירות זרימת דם גבוהה, בדרך כלל בלתי-למינרית (צביעת פסיפס) על פני המסתם במהלך systole (איור 5). הנוכחות של תבנית זרימת דופלר כגון פסיפס צבע מן החדר השמאלי אל הפרוזדור השמאלי ברחבי MV, שהתרחש לאחר מורכבי QRS של מעקב ECG, מאפשרת אבחנה חד משמעית של MR. כאשר זה קורה בהיעדר regurgitation שסתום אבי העורקים ו / או תפקוד לקוי של החדר השמאלי, זו ניתן לאפיין צניחה של המסתם המיטרלי מבודד. אם יש התרחבות משמעותית של החדר השמאלי (בשל אי ספיקת לב-המושרה בניסוי או עומק יתר של הרדמה), זו ניתן לאפיין regurgitation צניפי איסכמי (או regurgitation משנית בתפקוד הלב). תצוגת דופלר ספקטרלי פעם-גל ניתן להשתמש כדי לאשר את הקיום ואת התזמון של מטוס regurgitant של זרימת דם.

יש שסתום אבי העורקים נורמלי שלוש cusps דק וגמיש לפתוח ולסגור כראוי במהלך כל מחזור הלב. הפרדת ניב שסתום אב עורקים נמדדת 2D-מודרך M-mode של מסתם אאורטלי בתצוגת ציר זמן. מחוגה אלקטרונית משמשת למדידה מן הקצה המוביל של הניב התקין אב העורקים אל הקצה המוביל של ניב אב העורקים השמאלי (איור 3). מרחק סף-ההפרדה שסתום אבי העורקים בעכברים נורמליים הוא 0.9 כדי 1.3 מ"מ. צבע דופלר מראה זרימה למינרית ברחבי השסתום לתוך שורש האאורטה במהלך התכווצות. זרימה טורבולנטית יכול להיות מוערך בתנאים של זרימה מוגברת, כגון regurgitation שסתום אבי העורקים, או לחץ מוגבר, כמו היצרות מסתם אאורטלי. זו באה לידי ביטוי כמו צביעת פסיפס במערכת היצוא. אפילו כמויות קטנות של regurgitation שסתום אבי העורקים עלולה לגרום עליות משמעותיות מהירות transvalvular שיא עקב תפקוד הלב hyperdynamic והגדילה עזב preload חדרית. מהירות אבי העורקים שיא בטווחים עכברים נורמליים מ 0.90 מ '/ s ל 1.50 מ' / s. מהירות שסתום אבי העורקים שיא של> 5 m / s נרשמה בעכברים עם היצרות מסתם אאורטלי חמורה.

ther.within-page = "1"> העתקי דופלר ספקטרלי פעם-הגל יכול לשמש גם כדי לספק מדד ופרמטרים המודינמיים עורקים ריאה ¹² (איור 8). זמן תאוצה עורק ריאה הוא מרווח הזמן מתחיל זרימת דם ריאתי סיסטולי למהירות זרימת השיא. זמן פליטת חדר ממני הוא המרווח בין תחילת פליטת חדר ממני עד לנקודה שבה יש הפסקת זרימת הסיסטולי בעורק הסיסטולי הריאתי. השילוב של זמן אץ עורק ריאה מקוצר עם ירידת היחס בין הזמן אץ עורק ריאה לעת פליטת חדר ממני מרמז על הנוכחות של יתר לחץ דם עורקי ריאתי (אשר ניתן לאשר באמצעות אמצעים פולשניים או ישירים של עורקי ריאתי או לחצו חדר ממני) .

איור 1: Animal Cמעבדת אולטראסאונד ardiac. המעבדה מצוידת המכונה אולטרסאונד קטן המוקדש-חיה עם תדירות גבוהה (30 מגה-הרץ ו -40 MHz) מתמרים (MS 400 ו- MS 550D), מפזר isoflurane, פלטפורמה חיה, טמפרטורה לפקח על קצב הלב, 1% ל -1.5% isoflurane מעורבב עם 1 L / min 100% O _2, חרוט צינורות אף מחוברים מפזר isoflurane ו 100% O _2, גילוח שיער, ג'ל אולטרסאונד, ג'ל האלקטרודה, דבק, ומגבות נייר. אנא לחץ כאן כדי לצפות בגרסה גדולה יותר של דמות זו.

איור 2: פוזיציות מתמרים בסיסיות. (א) חלון Parasternal. ראש מתמר ממוצבת בגבול parasternal השמאל, עם סמן אינדקס תמונה של המתמר בבימויו caudally. from זו עמדה, תצוגת ציר זמן של החדר השמאלי, מסתם אאורטלי, ואת שורש האאורטה ונוף הציר הקצר של שסתום פולמוני ניתן להשיג. (ב) מחלון parasternal, ראש המתמר הוא סובב נגד כיוון שעון, עם החריץ המכוון בדיעבד. מתוך עמדה זו, מזווית חדה ציר של החדר השמאלי ואת מסתם אאורטלי והנוף-ציר זמן של שסתום פולמוני ניתן להשיג. (C) Apical החלון. ראש מתמר ממוצבת בשיא של הלב. מתוך עמדה זו, הדעה ציר זמן של ימין חדרי שמאל שסתום המיטרלי tricuspid ניתן להשיג. אנא לחץ כאן כדי לצפות בגרסה גדולה יותר של דמות זו.

איור 3: בדיקה של תפקודי אבי העורקים שסתום בתוך נורםעכבר אל מול פונקציה אבי העורקים שסתום בתוך עכבר עם Calcific אבי העורקים שסתום מחלות. (א) תמונת 2D של שסתום אב עורקים נורמלי בתצוגה ארוך הציר. שים לב שסתום אבי העורקים נפתח גם במהלך התכווצות. (ב) תמונה M-mode המתארת פונקציה שסתום אבי העורקים נורמלי (המראה כמו-box). ראוי לציין, כי מרחק ההפרדה-ניב נמדד 1.12 מ"מ. (C) Spectral דופלר התצוגה של מהירות שיא ברחבי מסתם אאורטלי נורמלי היה meaured ב 1.3 m / s. (ד) תמונת 2D של מסתם אאורטלי הסתיידות מתחת הראייה ארוך ציר של קולטן ליפופרוטאין בצפיפות נמוכה הלקוי (ldlr ^{- / -)} ו אפוליפופרוטאין B100 בלבד (apoB ^100/100) עכבר נמאס עם דיאטה מערבית. Cusps הוא מעובה גדל echogenicity, שתוצאתה פתיחה המוגבלת בזמן ההתכווצות. (ה) תמונת M-mode ומתארת אותו מסתם אאורטלי stenotic מראה מדידת מרחק ניב-הפרדה של 0.7 מ"מ. (F </ Strong>) התצוגה דופלר ספקטרלי של מהירות שיא ברחבי מסתם אאורטלי stenotic היה meaured 4.6 m / s. אנא לחץ כאן כדי לצפות בגרסה גדולה יותר של דמות זו.

איור 4: M-mode של המסתם המיטרלי רגילה. מחלון הפסגה, נוף ציר זמן של המסתם המיטרלי מתקבל. שורת M-mode של החקירה מוחלת על פני עלון המסתם המיטרלי. בעוד עובי עלון מיטרלי יכול תיאורטית למדוד באמצעות מחוגה אלקטרונית, זה יכול להיות מאוד מאתגר בהתחשב echogenic הדק, הגרוע, והעברה במהירות עלונים של מסתם המיטרלי הנורמלי. החצים מצביעים על M-mode של העלון המסתם המיטרלי ב התכווצות. אנא CLICK כאן כדי לצפות בגרסה גדולה יותר של דמות זו.

איור 5: עדויות של Jet צניפי שסתום Regurgitant באמצעות הדמיה דופלר צבע. מחלון parasternal, ראייה ארוך ציר שונה של המסתם המיטרלי מתקבלת. חקירת צבע דופלר מראה סילון פסיפס צבעים על המסתם המיטרלי במהלך התכווצות (מסומן על ידי חץ). אנא לחץ כאן כדי לצפות בגרסה גדולה יותר של דמות זו.

איור 6: צפה ציר הארוך של עורק הריאה הראשית הסניפים המרכזיים שלה. ההשקפה ארוך הציר של עורק הריאה הראשי (MPA) ועל שמאל (RPA) והשאירו סניפים (LPA) ניתן המתקבל paraste חלון rnal. בדרכי יצוא החדר הימני (RVOT), שסתום פולמוני (PV), ואבי העורקים (AO) נראים חלקית. אנא לחץ כאן כדי לצפות בגרסה גדולה יותר של דמות זו.

איור 7: תמונת M-mode המתארת רגיל פולמוני Valve. מחלון parasternal, שתי השקפות קצרות וארוכי ציר שסתום פולמוני ניתן להשיג. שורת M-mode של החקירה מוחלת על פני שסתום פולמוני. ההפרדה-ניב שסתום פולמוני (חיצים) מרחק ניתן למדוד מן העין זה. אנא לחץ כאן כדי לצפות בגרסה גדולה יותר של דמות זו.

10fig8.jpg "/>
איור 8: פעם-גל דופלר חקירה מועבר בכל Valve פולמוני. שעת אצת עורק הריאה (PAAT) היא מרווח הזמן מתחיל זרימת דם ריאתי סיסטולי למהירות זרימת השיא. זמן פליטת חדר ממני (RVET) הוא המרווח בין תחילת הפליטה חדרית זכות הנקודה שבה יש הפסקת הזרימה. אנא לחץ כאן כדי לצפות בגרסה גדולה יותר של דמות זו.

איור 9: תמונת M-mode המתארת תצוגהמקוצרת הציר של החדר השמאלי. מחלון parasternal, תצוגת הציר הקצר של החדר השמאלי מתקבלת על ידי ההחלפה של ראש מתמר שעון כך נקודות marker תמונת מדד בדיעבד או dorsally. M-modכיוון החקירה, דואר מוחל על פני החדר השמאלי ברמה של שרירי papillary. סוף-דיאסטולי של חדר שמאל מימד (LVEDD), מימד הקצה הסיסטולי של החדר השמאלי (LVESD), ואת הקיר הקדמי (AW) וקיר אחורי (PW) בעוביים ניתן למדוד בקלות. היזהר שלא לכלול את שריר פפילרי (*) בכל מדידות. אנא לחץ כאן כדי לצפות בגרסה גדולה יותר של דמות זו.

איור 10: הערכת דופלר צבע פעמו-גל דופלר ספקטרלית תצוגה של צניפי שסתום יבוא. (א) תמונה מראה הערכת דופלר צבע של יבוא מסתם המיטרלי בתצוגה ארוך ציר הפסגה. ראוי לציין, כי התמונה דופלר צבע 2D יכול להיות כלי קריטי עבור guiding לתפקיד נפח הדגימה המתאים לרכישת העתקים דופלר פעם-גל (מתואר לוח ב '). (ב) להציג ספקטרלית של יבוא מסתם המיטרלי באמצעות דופלר פעם-גל. הערכת דופלר פעם-גל זרימת דם על פני המסתם המיטרלי (בתצוגה ארוך ציר הפסגה) מתבצעת על מנת להעריך תפקוד דיאסטולי של חדר השמאל. היקף המדגם מושם בקצותיהן של עלונים שסתום צניפי. שעת ההרפיה isovolumic (IVRT), זמן התכווצות isovolumic (IVCT), זמן פליטה של ​​חדר שמאל (LVET), ומהירות זרימת שיא צניפי (E) יכולה כל להיגזר מהתצוגה ספקטרלי של מהירויות דופלר פעם-גל על ​​פני המסתם המיטרלי. אנא לחץ כאן כדי לצפות בגרסה גדולה יותר של דמות זו.

אלחוטיאיור 11: הדמית דופלר רקמות של annulus מיטרלי במחיצה. מחלון הפסגה, נוף ציר זמן של המסתם המיטרלי מתקבל. היקף מדגם דופלר רקמות ממוקם באזור במחיצה של annulus מיטרלי. היחס בין מהירות זרימת השיא צניפי (E משתנה באיור 10B) ואת מהירות רקמות annulus השיא צניפי (ה ', כונה על ידי חצים לבנים) משמש כדי להעריך את תפקוד דיאסטולי של חדר שמאל (המכונות גם E / e'). אנא לחץ כאן כדי לצפות בגרסה גדולה יותר של דמות זו.

איור 12: הערכת שיעור הזנים ומתח של השמאל חדרית שריר הלב. ישנן תוכנות ניתוח מיוחדות חבילות זמינות מסחריות, ומשתני הזן ומתח שיעור יכולים להיותמתקבל כמדד שינויים מוקדמים או תת קליניים בנכסי התכווצות שריר לב פנימיים. הדוגמאות שהוצגו לעיל מתארים זן רדיאלי שיעור זן במטוסים הדמיה רכשה כלל בעכברים. שים לב מטוסי הדמיה אלה (ואת הצורה הבאה של העתקי הזן) יכולים להיות שונות מתמונות בבני אדם, אשר נרכשות לעתים קרובות ארוך ציר הפסגה או נוף קאמרי 4. אנא לחץ כאן כדי לצפות בגרסה גדולה יותר של דמות זו.

אינדוקציה של הרדמה

אינדוקציה נכונה ותחזוקה של הרדמה היא קריטית עבור הערכה מדויקת של שינויים שסתום הלב ותפקוד הלב בעכברים. בהתחשב האינדוקציה של הרדמה המהירה שהושרה על ידי isoflurane ואת הזמן לשטוף-אאוט הארוך היחסי של הרדמה זה בעקבות הרדמה עמוקה, אנחנו לא משתמשים תא הרדמה עצמאית לזירוז. במקום זאת, כפי שצוין בהרחבה לעיל, בעלי החיים הם מודרכים ישירות חרוט הרדמה, המאפשר לזירוז מהיר והמבוקר של הרדמה בריכוזים נמוכים יחסית של ההרדמה.

רוב זני עכברים להישאר מסומם בשפע בפחות מ -1.5% isoflurane. האפקט המצטבר של isoflurane על תפקוד לב צריך להיות תחת פיקוח הדוק, עם זאת, ירידות קטנות בריכוז של הרדמה עשויות להידרש לאורך זמן. באופן הדדי, במרווחים קטנים בריכוז של הרדמה עלולים גם להיות needed. בזהירות לפקח על בעלי חיים עבור כל תנועה (המרמזים על עומק לקוי של הרדמה) ועבור להגדיל או להקטין HR; זה מאפשר ניהול מהיר יזום של עומק ההרדמה.

בניגוד לבני אדם, isoflurane מעורר ירידה HR בעכברים. בעוד פונקציה של החדר השמאלי לעורר בתחילה להישמר בתקופות של הממשל הרדמה מוגזם, הפחתות HR כמעט מלוות בכל מקום בגוף על ידי התרחבות החדר השמאלי משנית דיכוי התכווצות הלב. כתוצאה מכך, מקטע פליטה מופחתת, transvalvular (מסתם אאורטלי שסתום צניפי) מהירויות זרימת שיא ליפול, סגירת שסתום אבי העורקים מתרחשת מוקדם, מהירויות דופלר רקמות להקטין. לכן חשוב לעקוב אחר המצב הפיזיולוגי ברציפות של החיה כדי להבטיח כי HR נשאר הרבה מעל 450 פעימות לדקה. עבור אנשים שאינם מנוסים בעכברי הדמיה, גישה הכוללת sonographer ייעודיחוקר שני מוקדש ניטור עומק ההרדמה מומלץ.

ניתוח של הפונקציה AV

מבחינה קלינית, האגודה האמריקנית של הנחיות אקו ¹³ ממליצה רכישה בקוטר דרכי היצוא של החדר השמאלי ואת המהירות בדרכי יצוא של חדר השמאל באמצעות דופלר פעם-גל. מהירות שסתום השיא טרנס-אבי העורקים shuld למדוד באמצעות דופלר גל רציף ייעודי כדי לחשב את השטח מסתם אאורטלי באמצעות המשוואה המשכיות: AVA = (CSA _LVOT x VTI _LVOT) / VTI _AV. בהעדר נתונים דופלר אלה, אנטומי (גיאומטרי) חתך באזור של נקב מסתם אאורטלי, כפי שהיא נמדדת על ידי 2D או 3D מומלץ. למרות המתמר יש רזולוציה במרחב ובזמן גבוהה, cusps מסתם אאורטלי לא ניתן שמסומנת בעקביות בתצוגה קצרה הציר. לכן, באזור פתח AV לא ניתן לייחס באופן מדויק. Furthermore, ואולי יותר חשוב,-זמין כרגע אולטרסאונד בתדירות גבוהה קטן-חיה-המוקדש אינו מצויד יכולת דופלר גל מתמשך ייעודי. לכן, זיהוי של מהירות transvalvular שיא "נכון" לשימוש עם משוואת ההמשכיות הוא מאתגר במיוחד (ולא יתקבל קליני). כמו כן, בדיקות אולטרסאונד, זמינות מסחרי אחרות עלולות לא לקבל את היכולת להקליט מהירויות גבוהות מאוד והם ובכך מוגבלים מהירויות נמוכות. בהינתן מגבלות העיקריות הבאות, פרוטוקולי הדמיה קליניים באמצעות מערכות מיועדות הדמיה ברזולוציה גבוהה בחיות קטנות לא ניתן ללכוד באופן מלא.

ניתוח של פונקצית MV

באופן כללי, עכברים עמידים מאוד להתפתחות של צניחה של המסתם המיטרלי. ויזואליזציה של מטוס regurgitant פני המסתם המיטרלי בסביבה של HR מהירה יכולה להיות מאוד מאתגרת. יתר על כן, ב אקו האדם, anteriאו ועלוני מסתם המיטרלי אחוריים נראים בבירור ואת הצניחה או לחבוט עלון זוכים להערכה בקלות. עם זאת, בעכברים, עלוני מסתם המיטרלי לא ניתן היטב שמסומנים לתוך קדמי וגם אחורי, ומציאת מחבט או עלון prolapsed הוא מאתגר במיוחד, בהתחשב ברמה הנמוכה של echogenicity של רקמות הלא מסויד, רזה. לפיכך, השימוש של דופלר צבע שיוצג סילון regurgitant היא האמצעי היעיל ביותר להעריך תפקוד המסתם המיטרלי בעכברים. אבחנה של regurgitation שסתום מבודד צניפי צריכה להיעשות רק לאחר להערכת תפקוד חדר שמאל בזהירות, פונקציה מסתם אאורטלי, ותפקוד המסתם המיטרלי.

נכון להיום, אין מודלים העכבר חזקים של היצרות המסתם המיטרלי. הגברת צפיפות הד של המסתם המיטרלי יכול להציע הסתיידות, אך לוקליזציה או הקדמי או האחורי עלון קשה. מבחינה קלינית, אבחנה של היצרות מסתם המיטרלי נעשית על הרקע של עבה, עלונים מסוידים עם להגבילתנועת ed. מדידת עובי עלון יכול להיעשות על ידי M-mode (איור 4). באמצעות דופלר, מהירות E השיא בדרך כלל הוא גדל והיא קשורה עם התמשכויות ב המחצית בלחץ. לפיכך, לתפוס מחדש תכונות אלה תהיה קריטית בהערכת מודלים הרומן של היצרות המסתם המיטרלי. בעוד אגודת אקו האמריקני ממליץ כי להערכת באזור המסתם המיטרלי נעשית באמצעות בחצי משרה לחץ (אזור MV = 220 / לחץ בחצי משרה), שלא אומתו חישובים כאלה בעכברים ^13.

ניתוח של tricuspid ותפקוד מסתמי פולמוני

שסתום tricuspid נבחן לניידות עלון, היצרות מסתמית, ו regurgitation מסתמית. בדרך כלל, נתונים אלו באים לידי ביטוי איכותי באופן בינארי (כלומר, קיומו או אי קיומו של תפקוד לקוי). מהירות שיא של סילון regurgitant שסתום tricuspid משמש estimatדואר תקין הלחץ הסיסטולי חדרית. בנוסף, regurgitation tricuspid אין זה נדיר ב רגיל, עכברים מוטעמים.

ניתן להעריך תפקוד שסתום פולמוני ידי 2D / B-mode, M-mode, וצבע זרימת הדמיה (איורים 6 ו -7). שיטות אלה משמשים כדי להעריך עובי שסתום פולמוני (למשל, הנראות או echogenicity עם 2D), למדוד פתיחת פתח שסתום פולמוני (מרחק ההפרדה-ניב), ולהעריך ניידות שסתום פולמוני ו coaptation (2D and דופלר צבע). regurgitation שסתום פולמוני ניתן להעריך בקלות עם דופלר צבע, כמתואר לעיל. חומרת regurgitation שסתום פולמוני ניתן להעריך באמצעות זרימת דם מדרדר השיא (נמדדה עם דופלר פעם-גל) דרך שסתום פולמוני במהלך דיאסטולה.

ניתוח של תפקוד הלב

2D / B-mode הדמיה של החדר השמאלי בתצוגות קצרות וארוכי ציר מספקת מול הערכה רע"מ של תפקוד הלב. בעוד שיטת הדמיה זו מאפשרת הערכות גסות של תפקוד החדר השמאלי, הדמיה M-mode מציעה רזולוציה spatiotemporal גבוה משמעותית, מה שהופך אותו טכניקה מעולה בהשוואה הדמיה 2D / B-mode. זה חשוב מאוד, בהתחשב בעובדה לעכברים רגילים יכולים להיות HRs החל 450-700 פעימות לדקה. אנו שומרים על משאבי אנוש מעל 450 פעימות לדקה, כך שהנתונים הוא נציג קרוב של הפיזיולוגיה ופרמטרים המודינמיים הלב הלא בהרדמה. אם HR מותר ליפול עקב ההרדמה מופרזת ו / או על-הרגעה, התרחבות של החדר השמאלי, הפחתות באומדנים של התכווצות הלב, ושינויים דרמטיים מהירויות דם transvalvular ומאפיינים איכותיים אחרים של תפקוד מסתמית (למשל, שינויים regurgitation צניפי משני לשמאל הרחבה חדרית, הפחתות מהירות הזרימה שסתום אבי העורקים שיא, ועל הפחתות מהירות זרימת הדם צניפי) הם נצפו לעתים קרובות.

כל המדידות הללו ניתן לחשב באופן אוטומטי את חבילת התוכנה קשורה מכונת אולטרסאונד. בעוד הערכה של תפקוד לב מסתמית יכולה להתבצע באמצעות מערכות אולטרסאונד קליניות "רגילות", הרמות הנמוכות היחסי של רזולוציה (למשל, 12-15 MHz בדיקות) יכולה להפוך את ההערכות המדויקות של תפקוד לב מסתמית בעכברים מאתגרים.

פונקציה הדיאסטולי היא חלק בלתי נפרד של הערכת התפקוד של החדר השמאלי. במחקרים קליניים, אי ספיקת לב הדיאסטולי כבר ונמצאה מאוד גorrelated עם תחלואה ותמותה. פונקציה הדיאסטולי נבחנת על ידי אקו דופלר פעם-גל והדמית דופלר רקמות. ה- E / יחס (היחס בין תחילת הגל למילוי המהירה, E, וגל המילוי-מאוחר בשל התכווצות פרוזדורים, א) וזמן האטת E אינם פרמטרים שימושיים של תפקוד דיאסטולי בעכברים עקב ההיתוך של E ו- A גלי משנית HRs גבוהה מאוד להציג בעכברים-מורדם כראוי.

כדי להעריך תפקוד דיאסטולי של חדר שמאל, מהירות זרימת שיא צניפי, זמן רגיעה isovolumic (IVRT), זמן התכווצות isovolumic (IVCT), זמן פליטה של ​​חדר שמאל, ורקמות annulus מיטרלי, המהירויות (ה ') מנוצלות. פרמטרים דופלר אלה הם בקלות השגה, מדיד לשחזור. מהירות דיאסטולי מוקדם (ה ') של annulus מיטרלי נמדד עם הדמית דופלר רקמות היא אינדיקטור אמין של הרפית שריר לב חדר השמאלית היחס בין מיל השיאמהירות הזרימה tral ואת מהירות annulus רקמות מוקדם צניפי הוכחו במחקרים קליניים לתאם גם עם לחץ טריז נימי הריאה ^16.

פונקציה של החדר שמאלי עולמית ניתן להעריך באמצעות אינדקס ביצועי שריר לב, הידוע גם כמדד טאי. היא משלבת הן מרווחי זמן הסיסטולי והדיאסטולי כדי לאפשר מידה משולבת של שניהם פונקציה של החדר השמאלי הסיסטולי והדיאסטולי. תפקוד סיסטולי מאריך זמן פליטה-מראש (IVCT) ומקצר את זמן הפליטה של ​​חדר שמאל (ET). חריגות בתפקוד הדיאסטולי או הרפיה של שריר הלב יכול לגרום הארכה משמעותית של IVRT. מדד הביצועים שריר הלב של חדר שמאל (MPI) ניתן לחשב את MPI = IVCT + IVRT / LVET ^17. בהקשר זה, הקטנת MPI המשויכת שיפור בתפקודי לב, ואילו ערך MPI גבוה הוא מרמז על תפקוד לב.

דופלר רקמות

דופלר רקמות יכול לשמש כדי להעריך תפקוד דיאסטולי באמצעות הדואר, הדואר ', ו- E / e' משתנה, אך שיטה זו אינה בשימוש כיום נרחבת. ככזה, גיוון השחזור של המדידות במגוון זנים של מכרסמים לא נבדק בקפדנות על ידי קבוצות מחקר מרובות. עם זאת, שימוש E / e 'וקורלציה שלה עם לחץ פרוזדורים שמאל בסביבות קליניות, פוטנציאל לגילוי מוקדם של תפקוד לב אצל עכברים, ובקשת מנגנוני מחלה עשוי להפוך את זה מרכיב בלתי נפרד של בהערכת תוצאות הלב של מחלת לב מסתמית במחקר translational.

הדמית שיעור זנים

במודלים של בעלי חיים קטנים הוכיחו להיות לא יסולא בפזOOL להבין את מנגנוני שינויי pathophysiological בסיסיים בתפקוד לב. בעוד אקוקרדיוגרפיה 2D and דופלר לספק הערכות מקיפות ולא פולשנית של מורפולוגיה לב, תפקוד, ופרמטרים המודינמיים in vivo, הם חסרים את הרגישות לגילוי שינויים מוקדמים בתפקוד שריר לב בתגובה ללחץ כרוני או עומס נפח (שתיים לחצים הנפוצים ביותר הנגרמים על ידי מחלת לב מסתמית).

כתוצאה ממגבלות אלו, יש התעניינות גוברת ביישום של מדדים קליניים בשימוש של פונקציה-כגון לב כמו זן שריר לב ומתח שיעור-כי יש פוטנציאל יותר לזהות במדויק מוקדם או תת קליני שינויים במאפייני התכווצות שריר לב פנימיים . מסנני הדמית זן שיעור שמשו בהצלחה בלימודים מכרסם על ההתקדמות אי ספיקת לב ¹⁸ ומחלות לב יתר לחץ דם ^19, היפוך dysynchrony לבואת לב בתפקוד ^20, והפונקציה האורכת של הלב בעכברים לנוער ^21. מומלץ הדמית זן-שיעור להיחשב טכניקת דימות משלימה לצעדים הנגזרות דופלר 2D ורקמות יסודיים של תפקוד לב. כדי לוודא שיש חוקרים הבנה בסיסית של עקרונות מדידת מתח בשריר לב ומתח שיעור, בסעיפים הבאים שואפים לספק עקרונות והגבלות יסוד שבבסיס חישוב לכאביה הדמית שיעור זן.

זנים ואת שיעור זן נגזרות השינוי באורך של סיבי שריר לב ביחס האורך המקורי (קרדיולוגיה, ההבדל בין אורך הדיאסטולי סוף והאורך סיסטולי סוף משמש לחישוב זה). המדידה המדויקת של שינויי אורך סיבים בשריר לב מסתבכת בשל ארכיטקטורת הספירלה של צרורות סיבי שריר לב, וכתוצאה מכך multidirectionאל דפורמציה זן ברחבי התכווצות (למשל, מתח רדיאל, אורך, וגרזנים היקפיים). במחקרים אחרונים שנעשו בעכברים מראים כי derived- דופלר רקמות ופרמטרים עיוות רבב לכאביה שיעור זן הנגזרות מעקב שקשורים באופן הדוק תפקוד שריר הלב הפנימי ^22. שני הטכניקות דורשות תוספת של תוכנת ניתוח מיוחדת למערכות הדמית מחקר, המאפשרת לדור יחסית האוטומטי של המשתנים של עניין (ראה דוגמאות באיור 12) ^23.

למרות הדמיה זן טומן בחובו הבטחה, רכישת תמונות 2D באיכות גבוהה עבור ניתוח-מעקב רבב יכול להיות מאתגר. יתר על כן, באופן ידני דהרה בגבולותיהם endocardial ו epicardial למדידת מתח קשה ומסורבל. כמות משמעותית של תרגול והערכה חזקה של השחזור ועקביות של מדידות תוך-חוקר (כולל תמונהאיכות, מטוסי הדמיה עקביים, ו off-line ניתוח) הם קריטיים בעת יישום שימוש מדידות מתח להעריך תפקוד לב. לפיכך, זן וניתוחים-שיעור זן צריכים להתנהל על ידי עיוור לחלוטין, חוקרים מיומנים כדי להבטיח באיכות גבוהה נתונים לשחזור.

א.ק.ג. מגודר הדמיה אולטרסאונד ברזולוציה גבוהה

הדמית דופלר רקמות והדמיה משורת הזן לאפשר מדידת דפורמציות שריר הלב במהלך מחזור לב מלא, אך בשל ההחלטה הזמנית שלהם (5 ms במקרה טוב), הם נשארים מוגבלים בתנועה העולמית של הלב ^24. כדי להשיג מסגרת גבוהה הדמית השיעור אולטרסאונד, גישה אחרת המבוססת על השימוש של רכישת נתונים מגודרת א.ק.ג. הוצעה לאחרונה עבור יישומי לב וכלי דם. א.ק.ג. מגודר הדמית גל מכאנית אלקטרו של רקמת לב וכלי דם מבוססת על הדמית הרקמות באמצעות אולטרסאונד לעבר מסגרת גבוההמחירים, עד 8,000 פריימים לשנ (fps), על ידי סנכרון רכישת תמונה 2D על אותות א.ק.ג. ^24. זה בבירור עולה על שיעורי מסגרת 2D / B-mode של ~ 1,000 fps (מתן רזולוציה גבוהה יותר בתנאים פיסיולוגיים שבו קצב הלב הוא ~ 500-650 פעימות לדקה ב עכבר), וב היתכנות vivo של שיטת הדמיה זו הערכה של תפקוד חדרית יש הודגם בחיות הרדימו (מתן גילוי מעולה של מומי תנועת קיר לב במודלים של בעלי חיים קטנים ^25).

תפקוד לב נגרם מתח

בעוד בדיקת מאמץ משמשת לעתים קרובות כדי להעריך תגובות לב מוגברות מתח האורגניזם במסגרות קליניות, הצורך בהרגעה מודעת ו / או הרדמה במכרסמים הופך את הערכה שלאחר האימון המיידית של תפקוד לב מאתגר מאוד. לפיכך, מבחני קיצון תרופתיים עשויים להיות קליניבמקביל -relevant להעריך את ההשלכות הלב של מחלת לב מסתמית (היצרות מסתם אאורטלי חמורה, בינונית עד חמורה היצרות צניפי, ו regurgitation צניפי העיקרי חמורה). זה יהיה שטח המתעורר במיוחד חשוב של מחקר, בהתחשב הנחיות קליניות אחרונות המדגישות את תפקידו של בדיקות לחץ לברר את מעמד סימפטום, להעריך מרכיבים דינמיים של מומים מסתמית, ו unmask תפקוד שריר לב תת קליני שעלול להחמיץ ב ²⁶ שאר.

כפי שצוין בפרקים הקודמים, עכברים עמידים ביותר לבעיות בתפקוד הלב הנגרמת afterload. לכן, אקו מתח dobutamine עשוי להיות כלי שימושי מאוד כדי לזהות ירידות בתחילת החדר השמאלי כי לא יכול להיות ברורה בעכברים עם רמות משתנות של מחלת לב מסתמית. גם עכברים עם היצרות מסתם חמורים calcific אב עורקים יכולים להיות יחסית בתפקוד הסיסטולי השתמר היטב ועשויים לספק פלטפורמה שימושית עבור Application של אקו מתח dobutamine לחזות את העיתוי (ולעיתים קרובות מאוד מהירה) תחילתה של אי ספיקת לב אצל בעלי חיים אלה. נכון להיום, אנחנו לא מודעים לכל מחקרים חוקרים את השימוש של אקו מתח dobutamine בעכברים באיזושהי מידה של מחלת לב מסתמית.

אקו 3D

מבחינה קלינית, הדמית לב 3D הוא כלי רב עצמה במיוחד המאפשר מדידות מדויקות של הדיאסטולי ונפחים סיסטולי, נפח פעימה, ותפוקת לב. אקו 3D הפך להיות סטנדרט קליני חדש בהערכת חומרת היצרות מסתמית באמצעות מדידת השטח שסתום מדויק, והיא מאפשרת זיהוי מדויק וכימות של צניחה של הקטעים הנפרדים במחלת המסתם המיטרלי.

מערכות אולטרסאונד מחקר עם מתמר בתדירות גבוהה ולאפשר לרכישת תמונות מגודרת לב ולמען reconstruc עוקב המחוברtion של תמונות 3D באמצעות חבילות תוכנה מותאמת אישית. למרות זאת, ניתן לרכוש תמונות 3D של החדר השמאלי באמצעות שילוב של חומרה ותוכנה זה, זה מתנהל לעתים קרובות תחת רמות עמוקות יחסי של הרדמה (אשר להפחית את HR ולמזער את חפץ הנשימה), מה שהופך את אקסטרפולציה של המשמעות הפיזיולוגית של שינויים קשה בתפקוד הלב.

באשר לשימוש הדמית 3D להעריך תפקוד שסתום לב בעכברים, זוהי הצעה מאתגרת במיוחד בהתחשב בגודל קטן, מוקד היפואקוגני יחסית, ומהירות גבוהה של שסתומי הלב בתנאים פיסיולוגיים. עד התקדמות טכנולוגית רכישת תמונה ועיבוד לאפשר הבחנה הברורה של שסתומי לב בתנאים כאלה, מניסיוננו כבר כי הדמית 3D הוא של תועלת מוגבלת באפיון המדויק וממצה של תפקוד שסתום לב בעכברים.

באופן קולקטיבי, טקהתקדמות nological בתחום הדמית חיה קטנה להפוך את זה תקופה מרגשת במיוחד כדי לקבל תובנה לתוך מנגנוני pathophysiological הבסיסיים מחלות לב מסתמי והשלכות הלב שלהם. אנחנו בתקיפות טוענים כי ההערכה היסודית של שניהם פונקציה שסתום הלב ותפקוד לב חיונית להבנת ההשפעות של מניפולציות גנטיות, תרופתיות, או מכאניות של תפקוד שסתום לב בעכברים. אנו מקווים כי כתב היד הזה לא ישרת רק כמשאב שימושי עבור חוקרים העוסקים במחקר לתוך בפתוגנזה של המחלה שסתום הלב, אבל גם לעורר דיון לגבי השיטות הטובות ביותר כדי להעריך מסתמית ותפקוד הלב במחקרים כאלה בתוך קהילת המחקר שלנו.

The authors have nothing to disclose.

This work was supported by NIH grants HL111121 (JDM) and TR000954 (JDM).