폐동맥 고혈압의 쥐 모델에서 우심실 기능의 종합적인 심초음파 평가

현재 프로토콜은 폐동맥 고혈압의 쥐 모델에서 우심실 형태 및 기능의 심초음파 특성을 설명합니다.

폐동맥 고혈압(PAH)은 폐의 작은 동맥의 혈관 수축 및 리모델링으로 인해 발생하는 진행성 질환입니다. 이 리모델링은 폐혈관 저항 증가, 우심실 기능 악화 및 조기 사망으로 이어집니다. PAH에 대해 현재 승인된 치료법은 주로 폐 혈관 확장제 경로를 표적으로 합니다. 그러나 최근 등장하는 치료 양식은 우심실(RV) 리모델링을 포함하여 질병의 발병기전과 관련된 다른 새로운 경로에 초점을 맞추고 있습니다. 새로운 치료제의 종단적 평가를 가능하게 하는 이미징 기술은 전임상 연구에서 신약의 효능을 결정하는 데 매우 유용합니다. 비침습적 경흉부 심초음파는 심장 기능을 평가하는 표준 접근 방식으로 남아 있으며 설치류 모델에서 널리 사용됩니다. 그러나 RV의 심초음파 평가는 해부학적 위치와 구조로 인해 어려울 수 있습니다. 또한 전임상 설치류 모델의 심초음파에 대한 표준화된 지침이 부족하여 여러 실험실의 연구에서 RV 기능에 대한 균일한 평가를 수행하기 어렵습니다. 전임상 연구에서 쥐의 모노크로탈린(MCT) 손상 모델은 PAH 치료를 위한 약물 효능을 평가하는 데 널리 사용됩니다. 이 프로토콜은 나이브 및 MCT 유도 PAH 쥐에서 RV의 심초음파 평가를 설명합니다.

PAH는 안정 시 평균 폐동맥압이 20mmHg^를 초과하는 것으로 정의되는 진행성 질환이다1. PAH의 병리학적 변화에는 폐동맥(PA) 리모델링, 혈관 수축, 염증, 섬유아세포 활성화 및 증식이 포함됩니다. 이러한 병리학적 변화는 폐혈관 저항성을 증가시키고 결과적으로 우심실 리모델링, 비대 및 실패로 이어진다². PAH는 여러 신호 전달 경로 사이의 누화를 포함하는 복잡한 질병입니다. PAH 치료를 위해 현재 승인된 약물은 주로 산화질소-고리형 구아노신 일인산 경로, 프로스타사이클린 경로 및 엔도텔린 경로를 포함한 혈관 확장제 경로를 표적으로 합니다. 이러한 경로를 표적으로 하는 치료제는 단일요법 및 병용요법으로 사용되어 왔다 ^3,4. 지난 10년 동안 PAH 치료의 발전에도 불구하고, 미국에 기반을 둔 REVEAL 레지스트리의 조사 결과에 따르면 새로 진단된 환자의 5년 생존율은 좋지 않은 것으로 나타났습니다⁵. 보다 최근에, 새로운 치료 양식은 질병을 파괴하기 위해 PAH에서 발생하는 혈관 리모델링의 다인성 병태생리학에 영향을 미칠 수 있는 질병 조절제에 초점을 맞추고^{있습니다 6}.

PAH의 동물 모델은 신약 치료의 효능을 평가하는 데 매우 중요한 도구입니다. MCT 유도 PAH 래트 모델은 폐동맥 혈관의 리모델링을 특징으로 하는 널리 사용되는 동물 모델이며, 이는 차례로 폐혈관 저항 증가와 우심실 비대 및 기능 장애를 유발합니다 ^7,8. 새로운 치료법의 효능을 평가하기 위해 연구자들은 일반적으로 PA 압력, RV 형태 및 RV 기능의 종단 평가를 고려하지 않고 RV 압력의 최종 평가에 중점을 둡니다. 비침습적 및 비말단 이미징 기술의 사용은 동물 모델에서 질병 진행을 포괄적으로 검사하는 데 중요합니다. 경흉부 심초음파는 자기 공명 영상과 같은 다른 영상 양식에 비해 비용이 저렴하고 사용이 간편하기 때문에 동물 모델에서 심장 형태와 기능을 평가하는 표준 접근 방식으로 남아 있습니다. 그러나 RV의 심초음파 평가는 흉골 그림자 아래의 RV 위치, 잘 발달된 섬유주 및 해부학적 모양으로 인해 어려울 수 있으며, 이 모든 것이 심내막 경계를 묘사하기 어렵게 만듭니다 9,10,11.

이 기사는 Sprague Dawley(SD) 쥐의 순진하고 MCT 유발 PAH에서 RV 치수, 면적 및 부피, 수축기 및 이완기 기능을 평가하기 위한 포괄적인 프로토콜을 설명하는 것을 목표로 합니다. 또한 이 프로토콜은 정상 및 확장된 우심방에서 심초음파 치수를 평가하는 방법을 자세히 설명합니다.

이 프로토콜의 모든 실험은 시카고 일리노이 대학교, 시카고 기관 동물 관리 및 사용 위원회의 동물 관리 지침에 따라 수행되었습니다. 수컷 Sprague Dawley(SD) 래트의 체중은 MCT 주사 당시 0.200-0.240kg이었습니다. 그러나 이 기사에 설명된 프로토콜은 더 넓은 체중 범위에서 사용할 수 있습니다. 동물들은 상업적 공급원으로부터 입수하였다 ( 재료의 표 참조).

1. 연구 설계

1. 마리
   1. 수컷 SD 쥐를 구하여 4-7일 동안 적응시킵니다. 그룹-하우스에 의해 실험군에 의해 래트를 깨끗한 케이지에 보관하고, 20-26°C(68-79°F)로 유지하고, 형광등으로 조명하여 14시간 광, 10시간 암주기를 부여하도록 시간을 측정하였다.
   2. 실험 기간 동안 쥐에게 표준 식단과 수돗물에 대한 임의 로 접근할 수 있도록 하십시오.
2. MCT 관리
   1. 연구 0일에 쥐에게 MCT(HCl/NaOH 중 60mg/kg, pH 7.4, 표 참조)의 피하 용량(3.0mL/kg) 을 투여합니다. MCT Group) 또는 비히클(탈이온수, pH 7.4; 대조군).
      참고: MCT 투여와 관련된 취급 예방 조치로 인해 모든 쥐는 연구 0일에 화학적 위험 수용실에서 투여하고 연구 7일까지 그곳에 수용해야 합니다.
   2. 연구 7일째에, 연구 기간 동안 쥐를 일반 주거실로 다시 옮깁니다.
3. 임상 관찰
   1. 일반적인 건강 및 외모를 위해 하루에 한 번 케이지 측면 관찰을 수행하십시오. 동물의 사망률과 고통과 고통의 징후를 관찰하십시오.
   2. 연구 기간 동안 기록된 비정상적인 관찰을 원시 데이터 노트북에 기록합니다.
4. 체중
   1. 연구 0일(투약 전), 연구 기간 동안 매주, 심초음파 촬영 당일에 체중을 기록합니다.

2. 심 초음파

1. 준비
   1. MCT 투여 후 연구일 23일에 유도 챔버에서 100% 산소(1L/min)에 의해 구동되는 2%-3%의 이소플루란으로 쥐를 마취합니다( 재료 표 참조).
   2. 의식이 상실되면 챔버에서 쥐를 제거하고 등쪽 욕창 위치에 있는 이미징 스테이션 동물 플랫폼( 재료 표 참조)으로 옮깁니다. 100% 산소(1L/min)에 의해 구동되는 2%-1% 이소플루란을 전달하는 기화기에 연결된 노즈 콘을 사용하여 이소플루란을 투여합니다.
   3. 각 발에 전극 젤을 바르고 동물 플랫폼의 심전도 리드 플레이트에 발을 고정합니다.
   4. 가슴을 면도하고 제모제를 사용하여 모피를 제거하십시오 (재료 표 참조). 직장 온도 프로브( 재료 표 참조)를 제자리에 고정합니다. 동물의 오른쪽과 왼쪽에 솜뭉치를 놓고 플랫폼이 기울어졌을 때 동물의 위치를 유지하기 위해 테이프로 고정합니다.
2. 모니터링
   1. 절차 전반에 걸쳐 초음파 영상 시스템(재료 표 참조)을 통해 체온과 심박수(HR)를 모니터링합니다.
   2. 체온을 37 ± 0.5 °C로 유지하고 HR을 350bpm 이상으로 유지하십시오. 보온 테이블과 열 램프를 사용하여 온도를 유지하십시오.
3. 이미지 획득
   1. 고체 배열 초음파 변환기가 장착 된 고주파 초음파 영상 시스템을 사용하여 경흉부 심 초음파를 수행합니다 ( 재료 표 참조).
      알림: 심초음파 검사에 기록된 모든 방향은 초음파 검사자의 오른쪽 또는 왼쪽을 나타냅니다.
   2. 좌심실(LV) 흉골주위 장축(PLAX) 보기
      1. 쥐가 등쪽 욕창 위치에 있는 상태에서 플랫폼을 왼쪽으로 기울이고 꼬리 방향으로 약 10° 아래로 내립니다.
      2. 노치가 꼬리 방향을 가리키는 반 잠금 위치에 있는 홀더의 변환기를 놓습니다. 변환기가 왼쪽 흉골주위선을 가리키도록 이동합니다. 변환기를 시계 반대 방향으로 약 30°-45° 회전하고 y축(측면 변환기 축)을 따라 두개골로 약간 기울입니다.
      3. 쥐의 가슴에 따뜻한 초음파 젤( 재료 표 참조)을 바르고 젤에 닿을 때까지 변환기를 내립니다.
      4. 플랫폼을 오른쪽이나 왼쪽으로 이동하면 view 화면 중앙에 있는 전체 LV의 경우. 필요한 경우 이미지 깊이를 조정하고 초점 영역을 후벽으로 이동합니다.
      5. 플랫폼 위치를 미세 조정하여 대동맥과 정점이 동일한 수평면에 있고 좌심실 유출관이 보이도록 합니다.
      6. Cine Store를 눌러 데이터를 기록합니다. LV 이미지의 PLAX 보기의 예는 그림 1A에 나와 있습니다.
         참고: 좌심실을 촬영하면 가슴에서 심장의 위치에 익숙해질 수 있습니다. 확장된 RV는 LV를 대체할 수 있습니다.
   3. 우심실 유출관의 수정된 PLAX 보기
      1. 플랫폼을 오른쪽으로 약 10°-15° 기울이고 꼬리 방향으로 약 5° 아래로 내립니다.
      2. 쥐의 오른쪽 흉골주위선을 가리키도록 변환기를 이동합니다. 변환기를 시계 반대 방향으로 약 30° 돌립니다.
      3. 쥐의 가슴에 초음파 젤을 바르고 젤과 접촉할 때까지 변환기를 내립니다.
      4. RV가 시야에 들어올 때까지 플랫폼을 왼쪽이나 오른쪽으로 이동합니다. 이 수정된 PLAX 보기에서 그림 1B와 같이 RV 벽과 심실 중격(IVS)이 명확하게 보입니다.
      5. 필요한 경우 변환기를 시계 반대 방향으로 돌려 대동맥과 승모판막이 보이도록 합니다.
      6. 초점 영역을 RV 자유 벽 영역으로 이동하여 심내막 경계 정의를 개선하고 필요한 경우 게인을 조정합니다.
      7. Cine Store를 눌러 데이터를 기록합니다.
      8. RV가 가장 넓은 영역에 M 모드 샘플 볼륨 라인을 배치하고 RV와 LV를 포함하도록 게이트를 조정합니다. 샘플 부피 선은 일반적으로 쥐에서 두 개의 인접한 척추의 그림자 사이에 배치됩니다.
      9. 업데이트를 누른 다음 Cine Store를 눌러 데이터를 기록합니다. 수정된 PLAX 보기 이미지에서 M-모드의 예는 그림 1C에 나와 있으며, 이러한 이미지는 확장기 중 RV 내경(RVIDd), 수축기 중 RV 내경(RVID) 및 RV 자유 벽 두께(RVFWT)를 분석하는 데 사용됩니다.
      10. 변환기를 들어 올리고 위치를 변경하여 쥐의 오른쪽 흉골주위 선쪽으로 약간만 기울어지도록 합니다. 플랫폼을 오른쪽으로 약간만 기울어진 위치로 이동합니다.
      11. 젤과 접촉할 때까지 변환기를 내립니다.
      12. RV 유출 트랙이 보이고 폐동맥 판막(PV)에 초점이 맞춰지고 명확하게 보일 때까지 플랫폼을 꼬리 방향으로 오른쪽 또는 왼쪽으로 이동합니다.
      13. Cine Store를 눌러 데이터를 기록합니다. 우심실 유출관 영상의 레벨에서 변형된 PLAX 뷰에서의 B 모드의 예는 도 2A에 도시되어 있다; 이 이미지는 PV 직경을 분석하는 데 사용됩니다.
      14. 동일한 B 모드 이미지 위치를 유지하면서 PV 를 통한 흐름을 식별하는 데 도움이 되도록 색상을 누릅니다. 앨리어싱을 최적화하기 위해 속도를 조정하여 가장 높은 속도 지점이 표시되도록 합니다. 필요한 경우 컬러 도플러 이미지 상자의 크기를 줄여 프레임 속도를 높입니다.
      15. PW(펄스파)를 눌러 혈류 스펙트럼을 정량화합니다. 샘플 볼륨 게이트 크기를 최대로 늘립니다.
      16. 필요한 경우 베이스라인 속도와 도플러 게인을 조정하여 흐름이 보이도록 합니다.
      17. PW 각도를 PV를 통과하는 흐름 방향과 평행하게 맞춥니다. 샘플 볼륨을 최고 속도(앨리어싱 지점) 또는 PV 전단지의 끝 부분에 놓습니다.
      18. 업데이트를 눌러 view 폐 속도.
      19. Cine Store를 눌러 데이터를 기록합니다. PV PW 도플러 이미지의 예는 그림 2B에 나와 있습니다. 이 이미지는 폐 박출 시간(PET), 폐 가속 시간(PAT), 폐 최대 수축기 속도(PV PSV), 심박출량(PV CO), 박출량(PV SV), HR 및 심박 주기 길이(CL)를 분석하는 데 사용됩니다.
   4. RV 초점이 맞춰진 정점 4챔버 보기
      1. 플랫폼을 왼쪽 모서리로 기울이고 두개골로 최대한 아래로 내립니다.
      2. 변환기를 시계 반대 방향으로 30°-45° 회전하고 변환기가 동물의 오른쪽 어깨/귀를 가리키도록 움직입니다.
      3. 젤과 접촉할 때까지 변환기를 내립니다. 이 위치는 좌심실과 좌심방(LA)이 보이지만 흉골 그림자가 RV 자유 벽 위에 있는 전형적인 4개의 챔버 보기를 허용합니다.
      4. 정점 4 챔버 조정 view RV 초점을 얻기 위해 view 트랜스듀서를 실제 정점에 약간 측면으로 배치합니다. 최대 평면을 얻을 때까지 미세 조정하십시오. 필요한 경우 플랫폼을 꼬리 방향으로 약간 움직입니다. 이 보기에서 흉골의 그림자가 중격에 위치하고 RV 자유 벽이 명확하게 보입니다.
      5. RV, 우심방(RA) 및 삼첨판 판막(TV)이 음향 창에 보이는지 확인합니다.
         알림: RV 챔버가 매우 확장되면 LV 챔버가 완전히 보이지 않을 수 있습니다. 트랜스듀서를 수동으로 잡으면 트랜스듀서 각도를 미세 조정하여 RV 시각화를 개선할 수 있습니다.
      6. RV가 단축되지 않았는지, LV 유출로가 열리지 않았는지 확인하십시오.
      7. Cine Store를 눌러 데이터를 기록합니다. RV 초점이 맞춰진 정점 4챔버 뷰 이미지에서 B 모드의 예는 그림 3A,B에 나와 있습니다. 이 이미지는 우심방 영역(RAA), RV 확장기말 영역(RVEDA) 및 RV 수축기말 영역(RVESA)을 분석하는 데 사용됩니다.
      8. RV 자유 벽의 삼첨판 고리를 통해 M 모드 커서를 놓습니다. 속도의 과소 평가를 피하기 위해 최적의 이미지 방향을 확인하십시오. 업데이트 및 Cine Store 를 눌러 데이터를 기록합니다.
         참고: 삼첨판 고리의 움직임 이미지의 예는 그림 4A, B에 나와 있습니다. 이 이미지는 삼첨판 환형 평면 수축기 편위(TAPSE)를 분석하는 데 사용됩니다.
      9. B 모드를 누른 다음 색상을 눌러 TV를 통한 흐름을 식별하는 데 도움을 줍니다. 앨리어싱을 최적화하기 위해 속도를 조정하여 가장 높은 속도 지점이 표시되도록 합니다. 컬러 도플러 이미지 상자의 크기를 줄여 프레임 속도를 높입니다.
      10. PW를 눌러 혈류 스펙트럼을 정량화합니다. 샘플 볼륨 게이트 크기를 최대로 늘립니다.
      11. 필요한 경우 기준 속도와 도플러 게인을 조정합니다.
      12. PW 각도를 RV 유입 방향과 평행하게 맞춥니다. 샘플 부피를 최고 속도(앨리어싱 지점) 또는 삼첨판 첨단의 끝 부분에 놓습니다.
          참고: 삼첨판 유입 속도를 영상화하는 것은 어려울 수 있습니다. 변환기 위치의 미세 조정이 필요할 수 있습니다.
      13. 업데이트를 눌러 view 삼첨판 유입 속도.
      14. Cine Store를 눌러 데이터를 기록합니다. 삼첨판 PW 도플러 이미지의 예는 그림 5A, B에 나와 있습니다. 이 이미지는 초기 이완기 충전 중 TV를 가로지르는 혈류 속도(E), 후기 이완기 충전 중 TV를 가로지르는 혈류 속도(A), 삼첨판 폐쇄 개방 시간(TCO) 및 배출 시간(ET)을 분석하는 데 사용됩니다.
      15. B 모드로 돌아가 티슈를 누릅니다. 삼첨판 고리가 명확하게 보이도록 플랫폼을 약간 조정하고 조직 도플러를 배치합니다.ampRV 자유 벽의 삼첨판 고리에 볼륨 게이트. 샘플 볼륨 게이트를 최대 너비로 늘립니다.
      16. 필요한 경우 기준 속도와 도플러 게인을 조정합니다.
      17. 업데이트를 눌러 조직 도플러 이미지를 봅니다.
      18. Cine Store를 눌러 데이터를 기록합니다. 조직 도플러 이미지의 예는 그림 6A, B에 나와 있습니다. 이 이미지는 초기 확장기(E')의 삼첨판 고리 속도, 후기 확장기의 삼첨판 고리 속도(A') 및 수축기의 삼첨판 고리 속도(S')를 분석하는 데 사용됩니다.
          참고: TAPSE와 조직 도플러는 항상 심실 중격이 아닌 RV 자유 벽에서 측정됩니다.
4. 이미지 분석
   1. 기기 호환 소프트웨어를 사용하여 오프라인에서 이미지 분석을 수행합니다( 재료 표 참조).
   2. 모든 측정에 대해 영감이 발생하는 영역을 피하고 분석할 각 매개변수에 대해 항상 최소 3개의 측정을 수행합니다.
   3. 우심실 M 모드의 수정된 흉골주위 장축 보기
      1. 우심실 M-모드의 수정된 흉골주위 장축 보기에서 얻은 이미지를 선택하고 RVIDd(mm), RVID(mm) 및 RVFWT(mm)를 분석합니다.
      2. 일반 측정 도구에서 깊이 를 선택합니다.
      3. 확장기 및 수축기에서 RV 챔버의 내부 직경을 추적하고(그림 1C) 측정값을 각각 RVIDd 및 RVID로 표시합니다.
      4. 깊이 도구를 선택하여 RV 자유 벽의 두께를 측정합니다. 커서를 ECG의 R 파의 피크에 맞추고 이완기 말기의 벽을 추적합니다 (그림 1C). RV 벽 두께를 정확하게 측정하기 위해 RV 심내막 경계에서 RV 섬유주 및 유두근(있는 경우)을 제외합니다. 또한 심외막 지방이 있는 경우 잘못 증가된 측정을 피하기 위해 제외합니다.
         참고: RV 섬유주 및 유두근은 RV 벽 움직임을 따라 중단된 선으로 표시됩니다. RVIDd, RVID 및 RVFWT 측정값은 일반 패키지 섹션 아래의 보고서에 표시됩니다. 심낭이 상당히 두꺼워지면 RV 벽의 측정이 어려울 수 있습니다. 따라서 분석 영역을 신중하게 선택하십시오.
   4. PV B 모드
      1. PV B 모드에서 얻은 이미지를 선택하고 PV 직경(mm)을 분석합니다.
      2. 심장 패키지 드롭다운 메뉴에서 RV 및 PV 기능을 선택합니다.
      3. PV diam을 선택하고 밸브가 열려 있는 프레임을 선택합니다. 밸브 수준에서 밸브 고리를 피하면서 벽에서 벽까지의 거리를 추적합니다(그림 2A).
         알림: 측정값은 RV 및 PV 기능 섹션 아래의 보고서에 표시됩니다.
   5. PV PW 도플러
      1. PV PW 도플러에서 얻은 이미지를 선택하여 PET(ms), PAT(ms), PV PSV(mm/s), HR(분당 박동수), CL(ms), PAT/PET 비율, 심박출량(PV CO; mL/min), 박출량(PV SV; μL) 및 PAT/CL 비율.
      2. 심장 패키지 드롭다운 메뉴에서 RV 및 PV 기능을 선택하고 최소 3개의 대표 PA 속도를 선택합니다.
      3. PAT를 선택하고 가속 지점에서 시작하여 속도 피크에서 끝나는 PA 유속을 추적합니다.
      4. PET를 선택하고 가속 지점에서 측정을 시작하고 신호가 기준선에 도달하면 종료합니다.
      5. PV 피크 벨(PV peak vel)을 선택하고 커서를 최고 속도 지점에 놓은 다음 마우스 왼쪽 버튼을 클릭합니다.
      6. PV 속도 시간 적분(PV VTI) 측정값을 얻으려면 피크 Vevo 도구에서 음수 옵션을 선택합니다.
         참고: 검출 감도는 변경할 수 있지만 연구 내내 일정한 값을 유지해야 합니다.
      7. 드롭다운 메뉴에서 PV VTI 를 선택합니다. 피크의 시작을 마우스 왼쪽 버튼으로 클릭하여 측정을 시작하고 피크 끝을 마우스 오른쪽 버튼으로 클릭하여 측정을 완료합니다. 필요에 따라 선을 움직여 피크 윤곽선을 조정합니다.
      8. PV VTI 측정에 커서를 놓고 마우스 오른쪽 버튼을 클릭하여 속성을 선택한 다음 매개변수 옵션에서 HR 측정을 활성화합니다. 세 가지 PV VTI 측정 모두에 대해 이 단계를 반복합니다.
      9. 일반 측정 도구에서 시간을 선택하고 한 사이클의 가속 지점에서 다음 사이클의 가속 지점까지의 시간을 추적하여 CL을 계산합니다(그림 2B).
         알림: 측정값은 RV 및 PV 기능 섹션 아래의 보고서에 표시됩니다. PAT/PET 비율, PV CO 및 PV SV는 기기 소프트웨어에 의해 계산됩니다.
   6. RV 집중 정점 4챔버 뷰 B-모드
      1. RAA(^mm2), RVEDA(^mm2), RVESA(^mm2) 및 RV 분수 면적 변화[RVFAC = (RVEDA-RVESA)/RVEDA, %]를 분석하기 위해 RV 집속 정점 4챔버 뷰 B-모드에서 얻은 이미지를 선택합니다.
      2. 심장 패키지 드롭다운 메뉴에서 SAX (흉골주위 단축)를 선택합니다.
      3. 확장기 말기에 RV 초점이 맞춰진 정점 4챔버 보기에서 B 모드 이미지를 선택합니다. 정점과 측면 벽을 포함하여 전체 RV가 뷰에 있는지 확인합니다.
      4. ENDOarea;d를 선택하고 고리에서 자유벽을 따라 정점까지 RV 심내막을 추적한 다음 섬유주가 있는 경우 제외하고 심실 중격을 따라 고리로 다시 추적합니다.
      5. 수축기 말단에서 B 모드 이미지를 선택하고 SAX B 모드 드롭다운 창에서 ENDOarea;s 를 선택한 다음 RV의 추적을 반복합니다. 동일한 이미지를 사용하여 일반 측정 도구에서 2D 영역을 선택하고 심내막을 추적하고 대정맥 및 RA 부속기를 제외하고 RA를 추적합니다. 삼첨판 판막과 고리 사이의 영역도 제외됩니다(그림 3).
      6. 두 개의 추가 이미지에서 확장기 및 수축기 및 RA 면적 측정에서 ENDO 면적 측정을 반복합니다.
         알림: 이완기 및 수축기의 RV 영역 측정값은 SAX-B 모드 섹션 아래의 보고서에 표시됩니다. RA 영역은 일반 패키지 측정값 아래에 표시됩니다. RVFAC는 공식 RVFAC = (RVEDA-RVESA)/RVEDA¹⁰을 사용하여 계산됩니다.
   7. 삼첨판 고리의 측면 부분에 있는 M-모드
      1. 삼첨판 고리의 측면 부분에서 얻은 M 모드 이미지를 선택하여 TAPSE (mm)를 분석합니다.
      2. 일반 측정 도구에서 Depth(깊이 )를 선택하고 흡기 간섭이 없는 최소 3개의 연속적인 심장 부위 영역을 선택합니다.
      3. 확장기말에서 RV 환형 분절의 최대 수축기까지의 거리를 3회 연속 심장 주기로 추적합니다(그림 4).
         알림: 측정값은 일반 패키지 섹션 아래의 보고서에 표시됩니다.
   8. TV PW 도플러
      1. TV PW 도플러에서 얻은 영상을 선택하여 E(mm/s), A(mm/s), TCO(ms), ET(ms) 및 RV 심근 성능 지수[RVMPI = (TCO-ET)/ET]¹¹를 분석합니다.
      2. 심장 패키지 드롭다운 메뉴에서 TV Flow를 선택하고 최소 3개의 대표 TV 속도를 선택합니다.
      3. TV E(삼첨판 조기 충전)를 선택하고 커서를 E 파의 최고 속도 지점에 놓고 왼쪽 클릭합니다. 최고 속도에서 기준선까지 선이 그려집니다. 마찬가지로 TV A(삼첨판 후기 충전)를 선택하고 커서를 A 파의 최고 속도에 놓고 마우스 왼쪽 버튼을 클릭합니다. 최고 속도에서 기준선까지 또 다른 선이 그려집니다(그림 5).
      4. 박출 시간(ET)을 측정하려면 일반 측정 도구에서 시간 도구를 선택하고 삼첨판 유입의 시작(앞쪽 가장자리)부터 중단(뒤쪽 가장자리)까지의 시간 (흐름이 분출되는 영역)을 측정합니다. 측정값을 ET로 표시합니다(그림 5).
      5. TCO 시간을 측정하려면 시간 도구를 선택하고 한 주기의 삼첨판 A파가 끝날 때부터 다음 주기의 삼첨판 E파가 시작될 때까지의 시간을 추적합니다. 측정값을 TCO로 표시합니다(그림 5).
         알림: TV E 및 TV A의 측정값은 TV 흐름 섹션 아래의 보고서에 표시됩니다. ET 및 TCO 측정값은 일반 패키지 측정값 아래에 표시됩니다. RVMPI는 (TCO-ET)/ET11로 계산됩니다. E, ET 및 TCO는 오류를 최소화하기 위해 일정한 R-R 간격으로 측정됩니다. ET 측정은 중간 가장자리에서 뒤쪽 가장자리까지 수행할 수도 있습니다. 분석 전반에 걸쳐 측정값을 획득하는 방법의 일관성이 가장 중요합니다.
   9. RV 측면 삼첨판 고리 조직 도플러
      1. RV 외측 삼첨판 고리 조직 도플러에서 얻은 이미지를 선택하여 E'(mm/s), A'(mm/s), S'(mm/s) 및 E/E' 비율을 분석합니다.
      2. 심장 패키지 드롭다운 메뉴에서 TV Flow 를 선택하고 최소 3개의 대표적인 자유 벽 조직 속도를 선택합니다.
      3. TV LW E를 선택하고 E' 파동의 최고 속도 지점에 커서를 놓고 왼쪽 클릭합니다. 최고 속도에서 기준선까지 선이 그려집니다. 마찬가지로 TV LW A를 선택하고 커서를 A' 파동의 최고 속도 지점에 놓고 마우스 왼쪽 버튼을 클릭합니다. 최고 속도에서 기준선까지 또 다른 선이 그려집니다(그림 6).
      4. 심장 패키지 드롭다운 메뉴에서 MV Flow 를 선택하고 S WAVE를 선택합니다.
      5. 도플러 엔벨로프를 과도하게 얻지 않고 배출 단계 동안 가장 높은 수축기 속도로 커서를 놓고 왼쪽 클릭; 최고 속도에서 기준선까지 선이 그려집니다(그림 6).
         알림: 측정값은 TV 흐름 및 MV 흐름 섹션 아래의 보고서에 표시됩니다. E/E' 비율은 수동으로 계산됩니다.
5. 부검
   1. 제도적으로 승인된 프로토콜에 따라 MCT 투여 후 연구일 24일에 이소플루란 과다 복용 하에서 출혈을 통해 쥐를 안락사시킵니다.
   2. 심폐 차단을 제거하고 관류액이 맑아질 때까지 얼음처럼 차가운 식염수를 맥관 구조를 통해 부드럽게 주입합니다. 심장과 폐를 분리하고 과도한 식염수를 제거하십시오.
   3. 각 장기의 무게를 따로 잰다.
   4. 심방을 제거하고 버리십시오.
   5. RV에서 중격(LV+S)이 있는 LV를 분리하고 심실의 무게를 별도로 측정합니다.
   6. 왼쪽 경골을 제거하고 연조직에서 분리하십시오.
   7. 디지털 캘리퍼스를 사용하여 경골의 세로 측정을 얻습니다( 재료 표 참조).
   8. 해부된 심장, 폐, 경골은 나머지 시체와 함께 폐기합니다.
      참고: 심장 무게(HW), 폐 무게(LW), LV+S 체중 및 RV 무게는 경골 길이(TL)로 정규화됩니다. RV 비대는 Fulton's Index에 의해 평가되며, 여기서 RV 무게는 LV+S 가중치[Fulton index = RV/(LV+S)]¹²에 의해 정규화됩니다.

이 연구에서는 MCT 처리된 쥐를 PAH 모델로 사용했습니다. 심초음파 분석은 MCT 투여 후 연구일 23일에 수행되었으며 모든 측정 및 계산은 연속 3주기의 평균을 나타냅니다. 대조군(비히클: 탈이온수) 및 MCT 처리(60mg/kg) 래트로부터 얻은 심초음파 매개변수는 표 1에 나와 있습니다.

대조군 및 MCT 처리된 래트에서 PLAX 뷰의 대표 이미지는 도 1A에 나타내었다. 이 이미지는 심장의 위치와 좌심실 형태에 대한 초기 평가로 사용됩니다. RV의 정량적 평가는 RV를 시각화할 수 있기 때문에 수정된 PLAX 보기에서 얻을 수 있습니다(그림 1B). 변형된 PLAX 보기에서, MCT를 투여한 쥐는 대조군 쥐와 비교했을 때 우심실이 확대된 것을 나타내고 좌심실은 그 위치에서 변위된 것으로 나타난다(도 1B). M 모드는 RV의 가장 넓은 영역에서 수정된 PLAX 보기에서 얻을 수 있으며 RVIDd, RVID 및 RVFWT를 측정하는 데 사용됩니다(그림 1C). 벽의 섬유주를 제외하고 RVIDd, RVIDs 및 RVFWT를 측정하고, RVFWT는 ECG의 R파의 피크에서 얻어진다. 예상한 바와 같이, MCT-처리된 래트에서 RVIDd, RVIDs 및 RVFWT의 현저한 증가가 관찰되었으며(도 1C 및 표 1), 이는 RV 자유 벽의 RV 확장 및 비후화를 나타낸다.

도플러 이미징은 PA 유속을 측정하는 데 사용됩니다(그림 2B). 대조군 쥐에서 폐 흐름은 중간 수축기에서 발생하는 최대 속도와 함께 대칭적인 V 모양을 나타냅니다(그림 2B, 상단 패널). 대조적으로, MCT를 처리한 쥐에서는 최대 속도가 더 느리고 수축기에서 더 일찍 발생하여 PAT가 상당히 단축되고 PAT/PET 및 PAT/CL 비율이 더 작아집니다(표 1). 또한, MCT를 투여한 쥐는 후기 수축기에서 노치를 나타낸다(그림 2B, 하단 패널). PV PW 도플러는 PV VTI를 측정하는 데 사용됩니다(그림 2B). PV CO 및 PV SV는 각각 PV VTI 및 PV 직경 측정값을 사용하여 계산됩니다. PV CO 및 PV SV는 MCT 처리된 쥐에서 유의하게 낮으며(표 1), 손상된 수축기 기능을 나타냅니다. HR은 PV PW 도플러 측정으로부터 얻어지며, 대조군과 MCT-처리된 래트 사이에서 대등하다(표 1).

RV 초점을 맞춘 정점 4챔버 뷰는 RVEDA, RVESA 및 RAA를 측정하는 데 사용되며(그림 3), RVFAC는 RVEDA 및 RVESA에서 계산됩니다. 앞서 언급했듯이 벽의 섬유주가 있는 경우 이러한 측정에서 제외해야 합니다. RVFAC는 MCT 처리된 쥐에서 유의하게 감소하여(표 1), RV 수축기 기능 장애를 시사합니다. MCT 처리된 쥐는 또한 증가된 PA 압력으로 인해 RA 확장을 나타냅니다(그림 3A, B, 오른쪽 패널 및 표 1). 정상적인 조건에서 좌심실 공동은 RV보다 더 높은 압력을 가지므로 심장 주기 전반에 걸쳐 좌심실의 중격 곡률이 발생합니다(그림 3A, B, 왼쪽 패널). PAH에서 RV 압력이 병리학적으로 증가하면 이 정상적인 곡률이 손실되고 그림 3A,B(오른쪽 패널)와 같이 심실 중격이 "평평한" 것처럼 보입니다.¹³). RV 초점이 맞춰진 정점 4챔버 뷰는 삼첨판 고리의 M 모드 조사에서 TABSE를 측정하는 데에도 사용됩니다(그림 4). TAPSE는 MCT 처리된 쥐에서 유의하게 감소하여(그림 4B 및 표 1), RV 기능이 손상되었음을 시사합니다.

이완기 기능은 TV 유동 및 측면 TV 외측 고리 조직 도플러의 PW 도플러 평가로부터 평가된다. MCT를 투여받은 쥐는 상당히 높은 E파와 RVMPI를 보이며 E/E' 비율이 증가하는 경향을 보이며(그림 5 및 표 1), 이는 이완기 기능 장애를 시사합니다. TV 고리 조직 도플러 뷰는 또한 E' 및 S'를 측정하는데 사용된다(도 6B). MCT 처리된 쥐는 현저히 느린 S'를 나타내어 RV 수축기 기능이 감소했음을 확인합니다(PV CO 및 PV SV의 감소로도 입증됨). MCT 처리된 래트에서 E'의 유의미한 변화는 관찰되지 않습니다. A 및 A'는 또한 각각 TV 유동 PW 도플러 및 측면 TV 환형 조직 도플러로부터 얻을 수 있다. 이러한 매개 변수는 이 문서에서 설명하지 않습니다.

말기 수확 시 심장 조직 질량 측정 및 심초음파 분석은 대조군 쥐와 비교할 때 MCT 처리 쥐의 RV 비대를 지원합니다. 표 2에 나타낸 바와 같이, Fulton 지수 및 RV/TL 비율은 대조군 쥐에 비해 MCT 처리된 쥐에서 유의하게 증가하였다. 또한 MCT 처리된 쥐는 증가된 LV+S/TL 비율을 보여 좌심실 비대를 나타냅니다. MCT 처리된 쥐는 또한 증가된 LW/TL 비율을 나타내어 폐부종을 시사합니다.

그림 1: 흉골주위 장축(PLAX) 보기 . (A) 대조군 쥐(왼쪽 패널) 및 단크로탈린(MCT) 처리 쥐(오른쪽 패널)에서 좌심실(LV) 유출, 좌심방(LA), 우심방(RA) 및 대동맥 판막(AV)을 시각화하기 위한 기존 PLAX의 대표 이미지. (B) 대조군 쥐(왼쪽 패널) 및 MCT 처리 쥐(오른쪽 패널)에서 우심실(RV) 유출관, 심실 중격(IVS), 좌심실 및 AV를 시각화하기 위한 수정된 PLAX 보기의 대표 이미지. 쥐에서 M 모드 샘플 부피 선은 일반적으로 두 개의 인접한 척추의 그림자 사이에 배치됩니다(파란색 화살표로 표시됨). (C) 대조군 쥐(상단 패널) 및 MCT 처리된 쥐(하단 패널)에서의 M-모드 측정의 예. 측정에는 RV 자유 벽 두께(RVFWT), 확장기 중 RV 내경(RVIDd) 및 수축기 중 RV 내경(RVID)이 포함됩니다. 쉽게 볼 수 있도록 한 번의 심장 주기의 측정값만 표시됩니다. 이 그림의 더 큰 버전을 보려면 여기를 클릭하십시오.

그림 2: PV 직경 및 폐동맥 유속. (A) 대조군 쥐(왼쪽 패널) 및 단크로탈린(MCT) 처리 쥐(오른쪽 패널)에서 폐동맥을 시각화하고 폐동맥 판막(PV) 직경을 측정하기 위한 수정된 PLAX 보기의 대표 이미지. (B) 폐 박출 시간(PET)은 대조군 쥐(상단 패널) 및 MCT 처리 쥐(하단 패널)에서 가속 지점에서 시작하여 기준선으로 복귀하는 지점까지 측정됩니다. 폐 가속 시간(PAT)은 가속 지점에서 최대 속도 사이의 시간 간격입니다. 폐동맥 판막 피크 수축기 속도(PV PSV)는 도플러 흐름의 피크에서 측정됩니다. PV 속도 시간 적분(PV VTI)은 소프트웨어 옵션을 사용하여 파란색으로 추적됩니다. 심장 주기 길이(CL)는 한 주기의 가속 지점에서 다음 주기의 가속 지점까지 측정됩니다. 늦은 수축기 노칭은 MCT 처리 된 쥐에서 관찰됩니다. 화살표는 계산을 위해 고려된 세 개의 연속 주기를 나타냅니다. 대표적인 측정은 쉽게 볼 수 있도록 서로 다른 주기로 표시되지만 모든 측정은 세 주기 각각에서 수행되었습니다. 이 그림의 더 큰 버전을 보려면 여기를 클릭하십시오.

그림 3: RV 초점을 맞춘 정점 4챔버 보기 . (A) 대조군 쥐(왼쪽 패널) 및 단크로탈린(MCT) 처리 쥐(오른쪽 패널)의 우심실 수축기말 영역(RVESA) 및 우심방 영역(RAA)의 대표 이미지. 위쪽 패널에는 추적 없는 이미지가 표시되고 아래쪽 패널에는 추적된 영역이 표시됩니다. RVESA 및 RAA를 각각 계산하기 위해 ENDOarea 및 2D 영역 도구를 사용하여 측정했습니다. (B) 대조군 쥐(왼쪽 패널) 및 MCT 처리 쥐(오른쪽 패널)에서 ENDOarea;d 소프트웨어 도구를 사용하여 우심실 이완기말 영역(RVEDA)의 샘플 이미지. 위쪽 패널에는 추적 없는 이미지가 표시되고 아래쪽 패널에는 추적된 영역이 표시됩니다. 이 그림의 더 큰 버전을 보려면 여기를 클릭하십시오.

그림 4: 삼첨판 환형 평면 수축기 편위(TAPSE). (A) 상부 패널: 대조군 쥐의 우심실 집중 정점 4챔버 보기. 우심실(RV), 우심방(RA) 및 삼첨판막(TV)을 시각화합니다. 하단 패널: 대조군 쥐에서 TAPPE를 측정하기 위한 삼첨판 고리의 M-모드 심문. (B) 상부 패널: 모노크로탈린(MCT) 처리된 쥐의 우심실 집중 정점 4챔버 보기. 하단 패널: MCT 처리된 쥐에서 TABSE를 측정하기 위한 삼첨판 고리의 M-모드 심문. 화살표는 계산을 위해 고려된 세 개의 연속 측정값을 나타냅니다. 이 그림의 더 큰 버전을 보려면 여기를 클릭하십시오.

그림 5: 삼첨판 유입의 맥파 도플러. (A) 대조군 쥐 및 (B) 모노크로탈린(MCT) 처리된 쥐에서 초기 이완기 충전(E, 파란색), 후기 이완기 충전(A, 파란색), 삼첨판 폐쇄 개방 시간(TCO) 및 박출 시간(ET) 동안 삼첨판 판막을 가로지르는 혈액 유입 속도를 측정하기 위한 삼첨판 유입의 펄스 도플러 기록의 예. 화살표는 계산을 위해 고려된 세 개의 연속 주기를 나타냅니다. 대표적인 측정은 쉽게 볼 수 있도록 한 주기로 표시되지만 모든 측정은 세 주기 각각에서 수행되었습니다. 이 그림의 더 큰 버전을 보려면 여기를 클릭하십시오.

그림 6: 외측 삼첨판 고리의 조직 도플러. (A) 대조군 쥐 및 (B) 단크로탈린(MCT) 처리된 쥐에서 외측 삼첨판 고리(S', 파란색)에서 최대 수축기 심근 속도(S', 파란색) 및 후기 확장기(A', 파란색)에서 최대 심근 이완 속도의 조직 도플러 샘플 이미지. 화살표는 계산을 위해 고려된 세 개의 연속 주기를 나타냅니다. 대표적인 측정은 쉽게 볼 수 있도록 한 주기로 표시되지만 모든 측정은 세 주기 각각에서 수행되었습니다. 이 그림의 더 큰 버전을 보려면 여기를 클릭하십시오.

표 1: Sprague Dawley 래트에서 MCT(MCT 그룹) 또는 비히클(대조군) 투여 후 24일째 우심실 심초음파 매개변수. 데이터는 평균 ± SD로 표시되었습니다. 스튜던트 t-검정을 사용하여 데이터를 분석했습니다. *p < 0.05입니다. 약어: 단크로탈린(MCT), 확장기 중 RV 내경(RVIDd), 수축기 중 RV 내경(RVID), RV 자유벽 두께(RVFWT), 우심방 면적(RAA), 우심실 이완기 말 면적(RVEDA), 우심실 수축기 말 면적(RVESA), RV 분수 면적 변화(RVFAC), 폐 박출 시간(PET), 폐 가속 시간(PAT), 폐 최대 수축기 속도(PV PSV), 심박출량(PV CO), 박출량(PV SV), 심박수(HR), 심장 주기 길이(CL), 삼첨판 환형 평면 수축기 편위(TAPSE), 박출 시간(ET), 삼첨판 폐쇄 개방 시간(TCO), RV 심근 성능 지수(RVMPI), 수축기의 삼첨판 환형 속도(S'), 초기 이완기 충전 중 TV를 가로지르는 혈류 속도(E) 및 초기 확장기 삼첨판 환형 속도(E').

표 2: Sprague Dawley 래트에서 MCT(MCT 그룹) 또는 비히클(대조군) 투여 후 24일째의 장기 측정. 데이터는 평균 ± SD로 표시되었습니다. 스튜던트 t-검정을 사용하여 데이터를 분석했습니다. *p < 0.05입니다. 약어: 단크로탈린(MCT), 심장 무게(HW), 폐 무게(LW), 우심실(RV), 좌심실(LV) 및 경골 길이(TL).

RV의 심초음파 평가는 PAH의 동물 모델에서 새로운 치료법의 효과를 스크리닝하기 위한 귀중한 발견 도구입니다. RV 구조 및 기능에 대한 심층적인 특성화는 PAH 주소 RV 리모델링 ^4,14를 치료할 때 새로운 표적으로 필요합니다. 이 연구는 RV 구조 및 기능의 성공적인 특성화를 가능하게 하는 자세한 프로토콜을 설명합니다.

복잡한 구조적 기하학과 흉골 뒤의 위치는 RV의 심초음파 특성화를 어렵게 만듭니다. 따라서 수정된 심초음파 보기는 RV 시각화를 용이하게 하고 분석 중 RV 심내막 경계의 정확한 식별을 지원하는 데 사용됩니다. 이와 관련하여 수정된 PLAX는 더 나은 시각화와 RV의 폐 흐름 속도 및 형태학적 측정을 얻는 데 사용됩니다. 다른 프로토콜은 폐 흐름과 RV 벽 두께를 측정하기 위해 흉골주위 단축 보기의 사용을 설명했습니다¹⁵; 그러나 수정된 PLAX를 사용하면 폐 유속의 일관된 대표 보기를 얻을 수 있으며 RV 자유 벽 정의도 향상됩니다. 또한 RV 중심의 4개 챔버 정점 보기는 RA 및 RV 챔버 벽의 시각화를 개선하고 RV 수축기 및 이완기 매개변수의 측정값을 일관되게 얻는 데 사용됩니다.

RV 수축기 기능을 평가하기 위해 권장되는 매개변수는 TAPSE, RVFAC, RIMP 및 S'입니다. TABSE는 RV 세로 수축의 측정이며 RV 기능 장애의 정도와 상관관계가 있는 것으로 보고되었습니다¹⁶; 그러나 TABSE는 확장된 RV¹¹과 관련된 수축의 반경 방향 성분을 고려하지 않고 세로 수축만 평가합니다. 한계에도 불구하고 TAPSE는 RVFAC 및 RIMP에 비해 획득하기가 더 쉽기 때문에 일상적으로 획득되는 매개변수로 남아 있습니다. 그러나 수축기 기능 장애의 정도에 대한 완전한 평가에는 S', RIMP 및 RVFAC의 평가가 포함되어야 합니다. S'는 쉽게 측정되고 신뢰할 수 있으며 재현 가능하지만 종방향 수축기 기능만 평가합니다. 인간의 경우 RVFAC는 RV 박출률(EF)¹⁰ 과 잘 상관관계가 있으며 TAPSE보다 RV 기능을 더 정확하게 측정합니다. [TCO-ET]/ET로 정의되는 RIMP는 전반적인 RV 성능의 지표이며 RV 수축기 및 이완기 기능을 모두 반영하며 PAH¹⁷ 환자의 예후 마커입니다. RIMP는 외측 삼첨판 고리의 조직 도플러에서도 측정할 수 있지만 더 쉽게 얻을 수 있기 때문에 TV PW 도플러에서 측정됩니다. 각 측정의 한계를 극복하기 위해 PAH 동물 모델에서 약물 치료의 효과를 평가할 때 RV 수축기 기능의 여러 지표를 사용하는 것이 중요합니다. RV 지오메트리의 복잡성으로 인해 수축기 기능의 측정으로 RVEF를 사용하는 것은 권장되지 않으며, 이로 인해 부피가 크게 과소 평가됩니다¹⁰.

쥐의 RV 이완기 기능은 TV 유속 및 TV 측면 고리 조직 도플러를 얻는 데 기술적인 어려움으로 인해 충분히 연구되지 않은 영역입니다. 이 프로토콜에 명시된 대로 RV 초점을 맞춘 4챔버 정점 보기를 사용하면 심내막 경계 정의가 양호한 일관된 심초음파 보기를 얻을 수 있습니다. E/E' 비율과 RAA는 초기 RV 기능 장애에서 RV 이완기 기능의 척도로 사용해야 합니다. 스트레인 분석은 좌심실 기능 장애의 초기 단계에서 좌심실 수축기 기능 장애에 접근할 수 있는 강력한 도구가 되었습니다. 그러나 RV^14,18을 평가하기 위해 이러한 유형의 분석을 사용하는 연구는 소수에 불과한데^, 이는 전체 벽을 시각화하고 변형률 분석에 필요한 고품질 심초음파 이미지를 얻는 데 어려움이 있기 때문입니다. 이 연구에서는 변형률 분석이 수행되지 않았지만 이 프로토콜에 따라 얻은 이미지의 품질은 필요한 경우 이러한 유형의 분석을 수행하기에 충분합니다.

마지막으로, 이 프로토콜은 RV 및 RA 형태를 평가하고 RV 수축기 및 이완기 기능을 특성화하는 데 필요한 심초음파 보기에 대한 자세한 설명을 제공합니다. 이러한 데이터는 설치류 동물 모델에서 PAH 발달을 방해하는 새로운 화합물의 효능에 대한 향상된 평가를 제공합니다.

저자는 공개 할 것이 없습니다.

이 작업은 NHLBI K01 HL155241 및 AHA CDA849387의 지원을 받아 저자에게 수여되었습니다.