ברצוננו להודות לד&quot;ר קורי ריינולדס ואת Phenotyping עכבר BCM Core לעזרה המומחה שלהם עם הפרויקט הזה וגישה סוג של מתקנים. XHTW הוא WM Keck קרן מלומד נכבד צעירים למחקר רפואי, והוא נתמך גם על ידי NIH / NHLBI מענקים R01-R01 HL089598 ו-HL091947, ניוון שרירים ו האגודה להעניק # 69238. עבודה זו נתמכת גם על ידי קרן Leducq הברית למען CaMKII איתות בלב בחלקו.

1. עכברים הכנה ללימודי הדמיה <ol style=";text-align:right;direction:rtl"><li style=";text-align:right;direction:rtl"> לפני בדיקות הדמיה, להרדים את העכבר (2% isoflurane מעורבב עם 0.5 L / min 100% O 2) בתא אינדוקציה. הקפד לסנן גז פסולת לשלומם של המפעיל. הסר את החיה מבית הבליעה אינדוקציה ושימוש קוצץ שיער לגלח את הפרווה מן הצוואר עד גובה החזה באמצע. ואז להסיר את שיער הגוף הנותר עם קרם להסרת שיער. הכנה זו עשויה להתבצע יום לפני בדיקות הדמיה כדי למזער את פוטנציאל התגובות ללחץ לא רצוי בעכברים. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> החל duralube ג&#39;ל על שתי העיניים כדי למנוע התייבשות של בלובן העין (למנוע פנייה הקרנית עם המוליך ג&#39;ל). מניחים את העכבר הרדים בעמדה פרקדן על גבי כרית חימום עם מוטבע א.ק.ג. מוביל על מנת לשמור על טמפרטורת הגוף. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> מניחים את חוטם בתוך חרוט האף מחובר למערכת הרדמה כדי לשמור על רמה היציב הרגעה לאורך ההליך (1.0% עד 1.5% isoflurane מעורבב עם 0.5 L / min 100% O 2). בצע קמצוץ הבוהן או זנב כדי לאשר תרופות הרגעה. אם יש צורך, לרמה של ההרדמה ניתן להתאים לקבל היעד קצב לב 450 ± 50 פעימות לדקה (BPM). </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> הכנס בעדינות בדיקה רקטלית (לאחר סיכה) כדי לפקח באופן רציף ולהתאים את טמפרטורת הגוף באמצעות כרית חימום. חשוב לשמור על טמפרטורת הגוף בטווח צר (37.0 ° C ± 0.5 ° C), כמו גם שינויים מתונים בטמפרטורה וקצב הלב להשפיע על תפקוד הלב בעכברים. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> החל ג&#39;ל האלקטרודה על ארבע כפות רגליים קלטת להם אלקטרודות א.ק.ג.. </li></ol> 2. הערכת תפקוד סיסטולי של הלב <ol style=";text-align:right;direction:rtl"><li style=";text-align:right;direction:rtl"> כדי להתחיל בהליך זה, למרוח שכבה של ג&#39;ל אולטרסאונד שחומם מראש ל בחזה, בעיקר באזור שמעל הלב. ג&#39;ל יש לחמם לטמפרטורת הגוף המשוער. נפח של ג&#39;ל קר יכול להוסיף במהירות לשיעור של אובדן חום הגוף. הימנע בועות אוויר ג&#39;ל, אשר יכול להפריע הדמיה קולי. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> לשתק את העכבר בעמדה קלה כלפי מעלה (את הראש) תחת בזווית קלה. שימוש micromanipulator, לשתק את החללית אולטרסאונד עם זווית של 90 מעלות בין החללית ואת הלב. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> כדי להתחיל לעשות קצר ציר מדידות echocardiographic, מנמיכים את החללית על החזה parasternally. הימנע הצבת בדיקה ישירות מעל עצם החזה או על העור, כמו זה יהיה לעוות את האות. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> ראשית, נבצע דו ממדי (2D) הדמיה (&quot;B-mode&quot;) כדי לקבל תצוגה לאורך ציר קצר parasternal. התאם את אזור התצוגה של החללית כדי לקבל תמונה מלאה תלוי בגודל הלב של החיה. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> תמונה נכונה בכיוון זה יכלול את החדר השמאלי וחלק קטן של קיר החדר הימני. החץ (המוצג בסרטון) מציין את שרירי papillary anterolateral ו posteromedial, הקירות האחורי ואת הקדמי של LV, הקיר במחיצה תוך חדרי, וחלק קטן של קיר החדר הימני. במהלך המדידות הללו, להקדיש תשומת לב מיוחדת פוטנציאל ליקויים קיר תנועה (למשל, hypokinesia, akinasia, asynchrony) או מפרצת. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> לאחר מכן, נשתמש M-mode אקו, אשר מספק 1 מימדי (1D) להציג, להשיג מידות נאה של ממדים לב contractility. חנות רכשה תמונות להערכת מאוחר יותר של פרמטרים של תפקוד סיסטולי החדר השמאלי. </li></ol> 3. הערכת תפקוד הדיאסטולי של הלב <ol style=";text-align:right;direction:rtl"><li style=";text-align:right;direction:rtl"> בעודו מציג את ציר קצר parasternal, אנו יכולים לבצע רקמה דופלר הדמיה (TDI) כדי למדוד את מהירות התנועה של שריר הלב. האזור של עניין מסומן לכלול הקיר האחורי של החדר השמאלי להערכת ציר רדיאלי. צורת הגל המתקבל יהיו ארבעה פסגות להעריך את תפקוד דיאסטולי: IVRT, ה &#39;, א&#39;, ו IVCT. &#39;S מייצג את מהירות הסיסטולי. (איור 3B) פרמטרים אלה שיפורט בהמשך סעיף נציג תוצאות. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> דופק גל דופלר (מע&quot;צ) ניתן להשתמש כדי למדוד את מהירות זרימת הדם בתוך שטח קטן בעומק מסוים ברקמת שריר הלב. התמונה דפוס טרנס מיטרלי זרימה, להטות את חיה לאחור בעמדה Trendelenburg. הטה את החללית כלפי מעלה, כך החללית היא אורתוגונליים עם הקודקוד של הלב. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> עכשיו להעלות את רמת isoflurane להוריד את קצב הלב כדי 300-350 פעימות לדקה, אשר יאט את התנועה של המסתם המיטרלי. עבור מחקרים השוואה, חשוב לשמור על קצב הלב דומה בין בעלי חיים. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> דמיינו את התנועות של שסתום מיטרלי כנקודת התייחסות כדי למדוד את זרימת פני המסתם. מניחים את נפח דגימה בקצה של השסתום המיטרלי. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> מדדו את דפוסי זרימת פני שסתום מיטרלי באמצעות מע&quot;צ. שני גלים נראים אופיינית, אחד המייצג מילוי פסיבית של החדר (בראשית [E] גל), ובקנה אחד עם מילוי פעיל עם התכווצות עליות (פרוזדורים גל [א]) אחד. בלב בריא, מהירות E-גל הוא מעט גדול יותר מזה של גל (איור 3 ג). </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> ברגע שכל המדידות הושלמו, להסיר את ג&#39;ל האלקטרודה (על ידי מנגב בעדינות עם פדי גזה רגיל) מעצורים מן החיה. אפשר חיה חסרת מעצורים להתאושש על גבי משטח מחומם א.ק.ג. בתנוחה זקופה לכבות את ההרדמה. כאשר סמן העכבר מתעורר, להחזיר אותו לכלוב שלו. </li></ol> 4. נציג אקו תוצאות Transthoracic מחקרים echocardiographic פולשנית ניתן להשתמש כדי להעריך מורפולוגיה ותפקוד החדר השמאלי Murine במודלים של מחלת לב. 4,5 טכניקה זו נמצאת בשימוש נרחב ומספק אלטרנטיבה נהלים מסוף להערכת תפקוד LV, כמו לולאה הלחץ בנפח intracardiac measurements.8 או vivo לשעבר עובד הלב מודל. 9 הערכת ממדים LV קאמרית על ידי אקו M-mode transthoracic מאפשר זיהוי של הגדלה LV תא נורמלי או עובי דופן מוגבר במודלים שונים של מחלת לב. 5 לפיכך, אקו transthoracic, בשילוב עם גל הדופק דופלר , מהווה השדרה מקיף להערכה בלתי פולשנית של תפקוד הלב סיסטולי ודיאסטולי בעכברים. <img src="/files/ftp_upload/1738/1738fig1.jpg" alt="איור 1" /> באיור 1. סקירה כללית של החלטה 770 Vevo גבוה במערכת Micro-Imaging עבור Vivo ו אקו דופלר הדמיה. (א) אנו משתמשים במערכת משולבת VisualSonics מעקה עם יחידת ניטור פיזיולוגי, א.ק. ג המערכת, RMV ראש 30mHz סריקה. (ב) העכבר ממוקם כראוי ועל ריסון על הלוח חימום משולב עם אלקטרודות א.ק.ג. (צבע זהב). ארבעת הגפיים מוקלטות לתוך אלקטרודות א.ק.ג.. (CD) צילומים מראה זוויות הולם הדופק גל דופלר להשתמש כדי להשיג מדידות תפקוד דיאסטולי, כמתואר בסעיף 4 של הפרוטוקול. אוריינטציה Probe עבור מדידות תפקוד סיסטולי הם מראים בפרוטוקול וידאו. <img src="/files/ftp_upload/1738/1738fig2.jpg" alt="איור 2" /> איור 2. נציג 2D תמונות אקו (B-mode). (א) סעיף-sternal קצר ציר להציג מראה את החדר השמאלי הקדמי (AW) ואת האחוריים (PW) קירות, קיר במחיצה תוך חדרי (SW) ו לרוחב הקיר (LW). קוטר לומן של החדר השמאלי ניתן למדוד כמו קוטר החדר השמאלי הפנימי (LVID). הכוכבית מציינת את שריר פפילרי posteromedial. (ב) להציג Apical ארבע קאמרית עם שטח צפייה מעל שסתום מיטרלי להגדרה של E / מהירויות שיא. עלון MVAL, שסתום צניפי קדמית; עלון MVPL, שסתום צניפי האחורי, RV, החדר הימני, LV, החדר השמאלי. <img src="/files/ftp_upload/1738/1738fig3.jpg" alt="איור 3" /> איור 3. רכישה כימות נתונים אקו דופלר ו. נתון זה מכיל תמונות של נציג נתונים רכשה המתאים את התמונות אקו 2D המוצג באיור 2. (A) M-mode מעקב עם קווים המציין סוף סיסטולי (ESD) הקצה הדיאסטולי בקטרים ​​(EDD). LVAWD / S, החדר השמאלי הקדמי עובי הקיר (דיאסטולה / התכווצות); LVPWD / S, הקיר השמאלי האחורי חדרית עובי (דיאסטולה / התכווצות). (ב) העתקים נציג עבור רקמות דופלר הדמיה של הקיר האחורי LV. IVRT, הרפיה זמן isovolumic; זמן IVCT, התכווצות isovolumic. ה &#39;גל המתאים תנועה של annulus מיטרלי במהלך מילוי דיאסטולי מוקדם של LV, ואת &quot;גל מקורו התכווצות פרוזדורים במהלך מילוי מאוחר של LV. &#39;S מהירות מייצגים הסיסטולי. (ג) דופק גל הקלטה דופלר של טיפים עלון מיטרלי המסתם מיטרלי מספק מהירות זרימת דפוסי שממנו מהירות הדיאסטולי מוקדם (E), מהירות דיאסטולי מאוחר עם התכווצות הדיאסטולי (א), ואת E / יחס ניתן לגזור. IVRT הוא גם משתנה שימושי לאפיין את תפקוד דיאסטולי ולחצים מילוי. ET מצביע זמן פליטה.

<ol>
	<li>Zhang, T. M. a. i. e. r., S, L., Dalton, N. D. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=The+deltaC+isoform+of+CaMKII+is+activated+in+cardiac+hypertrophy+and+induces+dilated+cardiomyopathy+and+heart+failure.">The deltaC isoform of CaMKII is activated in cardiac hypertrophy and induces dilated cardiomyopathy and heart failure.</a> Circ Res. 92 (8), 912-912 (2003).</li><li>Srivastava, D., Thomas, T., Lin, Q. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Regulation+of+cardiac+mesodermal+and+neural+crest+development+by+the+bHLH+transcription+factor,+dHAND.">Regulation of cardiac mesodermal and neural crest development by the bHLH transcription factor, dHAND.</a> Nat Genet. 16 (2), 154-154 (1997).</li><li>Sood, S., Chelu, M. G., van Oort, R. J. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Intracellular+calcium+leak+due+to+FKBP12.6+deficiency+in+mice+facilitates+the+inducibility+of+atrial+fibrillation.">Intracellular calcium leak due to FKBP12.6 deficiency in mice facilitates the inducibility of atrial fibrillation.</a> Heart Rhythm. 5 (7), 1047-1047 (2008).</li><li>Gardin, J. M., Siri, F. M., Kitsis, R. N. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Echocardiographic+assessment+of+left+ventricular+mass+and+systolic+function+in+mice.">Echocardiographic assessment of left ventricular mass and systolic function in mice.</a> Circ Res. 76 (5), 907-907 (1995).</li><li>Tanaka, N., Dalton, N., Mao, L. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Transthoracic+echocardiography+in+models+of+cardiac+disease+in+the+mouse.">Transthoracic echocardiography in models of cardiac disease in the mouse.</a> Circulation. 94 (5), 1109-1109 (1996).</li><li>Patten, R. D., Aronovitz, M. J., Bridgman, P. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Use+of+pulse+wave+and+color+flow+Doppler+echocardiography+in+mouse+models+of+human+disease.">Use of pulse wave and color flow Doppler echocardiography in mouse models of human disease.</a> J Am Soc Echocardiogr. 15 (7), 708-708 (2002).</li><li>Garcia-Fernandez, M. A., Azevedo, J., Moreno, M. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Regional+Left+Ventricular+Diastolic+Dysfunction+Evaluated+by+Pulsed-Tissue+Doppler+Echocardiography.">Regional Left Ventricular Diastolic Dysfunction Evaluated by Pulsed-Tissue Doppler Echocardiography.</a> Echocardiography. 16 (5), 491-491 (1999).</li><li>Pacher, P., Nagayama, T., Mukhopadhyay, P. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Measurement+of+cardiac+function+using+pressure-volume+conductance+catheter+technique+in+mice+and+rats.">Measurement of cardiac function using pressure-volume conductance catheter technique in mice and rats.</a> Nat Protoc. 3 (9), 1422-1422 (2008).</li><li>Larsen, T. S., Belke, D. D., Sas, R. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=.">.</a> Pflugers Arch. 437 (6), 979-979 (1999).</li><li>Roth, D. M., Swaney, J. S., Dalton, N. D. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Impact+of+anesthesia+on+cardiac+function+during+echocardiography+in+mice.">Impact of anesthesia on cardiac function during echocardiography in mice.</a> Am J Physiol Heart Circ Physiol. 282 (6), H2134-H2134 (2002).</li></ol>

חשוב לתקנן את רמת ההרדמה, 10 טמפרטורת הגוף, קצב הלב בתוך קבוצה של עכברים כדי להקל על ההשוואה בין הקבוצות או גנוטיפים שונים של עכברים בעת שימוש M-mode אקו. להערכת מע&quot;צ תפקוד דיאסטולי, קצב הלב צריך להיות הוריד על מנת להעריך את המאפיינים הדיאסטולי של הלב Murine. פונקציות חיוניות של בעל החיים יש להקפיד באופן הדוק על מנת למנוע כישלון מוות hemodynamic ו. מצד שני, לתפקוד סיסטולי מדידות באמצעות M-הדגם, אקו קצב הלב מתחת 400 פעימות בדקה יכולה לגרום סוף דיאסטולי בקטרים ​​להגדיל עקב מילוי מוגברת של LV.

* התוכנה הנדרשת היא תוכנה Vevo לרבות יישום B-Mode, הדופק יישום גל דופלר, חבילת כלי ניתוח לב וכלי דם.

transthoracic echocardiography in mice

בשנים האחרונות, מודלים Murine הפכו את השדרה העיקרית לחקר המנגנונים המולקולריים של חוסר תפקוד הלב שנבעו משינויים ביטוי גנים. טראנסגנטי שיטות מיקוד הגן יכול לשמש כדי ליצור עכברים עם גודל הלב ואת תפקוד שונה,<sup&gt; 1-3</sup&gt; וכתוצאה מכך,<em&gt; In vivo</emטכניקות&gt; יש צורך להעריך את הפנוטיפ הלב שלהם. אקו Transthoracic, דופק גל דופלר (מע&quot;צ), ורקמות דופלר הדמיה (TDI) יכול לשמש כדי לספק מדידות ממדי של הלב העכבר כדי לכמת את מידת הסיסטולי והדיאסטולי לב וביצועים. הדמיה דו מימדי משמש כדי לזהות אנטומיה נורמלית או תנועות של החדר השמאלי, ואילו ה-M-mode הד משמש כימות של ממדים לב contractility.<sup&gt; 4,5</sup&gt; בנוסף, PWD משמש לכמת מהירות מקומי של זרימה טורבולנטית,<sup&gt; 6</sup&gt; ואילו TDI משמש כדי למדוד את מהירות התנועה של שריר הלב.<sup&gt; 7</sup&gt; לכן, אקו transthoracic מציעה שיטה מקיפה להערכת פולשנית של תפקוד הלב בעכברים.

Watch this Scientific Journal Video about Transthoracic Echocardiography in Mice at JoVE.com

Transthoracic Echocardiography in Mice

אקו Transthoracic מציעה שיטה לא פולשנית להערכת תפקוד הלב בעכברים. שילוב של אולטראסאונד דופלר שיטות הדמיה ניתן להשתמש כדי להשיג מדידות ממדי של הלב ואת זרימת הדם intracardiac, אשר יחדיו מספקים הערכה של הסיסטולי והדיאסטולי לב וביצועים.

אקו Transthoracic ב עכברים

In recent years, murine models have become the primary avenue for studying the molecular mechanisms of cardiac dysfunction resulting from changes in gene ...

Universidad de Cartagena UDEC

Research

JoVE Journal

Medicine

61.6K Views.  Baylor College of Medicine (BCM). אקו Transthoracic מציעה שיטה לא פולשנית להערכת תפקוד הלב בעכברים. שילוב של אולטראסאונד דופלר שיטות הדמיה ניתן להשתמש כדי להשיג מדידות ממדי של הלב ואת זרימת הדם intracardiac, אשר יחדיו מספקים הערכה של הסיסטולי והדיאסטולי לב וביצועים.

Video: Transthoracic Echocardiography in Mice

Murine Echocardiography and Ultrasound Imaging

Rodent models of cardiac pathophysiology represent a valuable research tool to investigate mechanism of disease as well as test new therapeutics.1 Echocardiography provides a powerful, non-invasive tool to serially assess cardiac morphometry and function in a living animal.2 However, using this technique on mice poses unique challenges owing to the small size and rapid heart rate of these animals.3 Until recently, few ultrasound systems were capable of performing quality echocardiography on mice, and those generally lacked the image resolution and frame rate necessary to obtain truly quantitative measurements. Newly released systems such as the VisualSonics Vevo2100 provide new tools for researchers to carefully and non-invasively investigate cardiac function in mice. This system generates high resolution images and provides analysis capabilities similar to those used with human patients. Although color Doppler has been available for over 30 years in humans, this valuable technology has only recently been possible in rodent ultrasound.4,5 Color Doppler has broad applications for echocardiography, including the ability to quickly assess flow directionality in vessels and through valves, and to rapidly identify valve regurgitation. Strain analysis is a critical advance that is utilized to quantitatively measure regional myocardial function.6 This technique has the potential to detect changes in pathology, or resolution of pathology, earlier than conventional techniques. Coupled with the addition of three-dimensional image reconstruction, volumetric assessment of whole-organs is possible, including visualization and assessment of cardiac and vascular structures. Murine-compatible contrast imaging can also allow for volumetric measurements and tissue perfusion assessment.

This video demonstrates use of a rail-mounted high-frequency ultrasound probe to perform echocardiography on an anesthetized mouse. The methods describe both conventional two-dimensional and M-mode measurements of cardiac function in addition to newer, more powerful tools such as color Doppler, strain analysis, as well as general and targeted contrast imaging.

אקו Murine והדמיה אולטראסאונד

Rodent models of cardiac pathophysiology represent a valuable research tool to investigate mechanism of disease as well as test new therapeutics.1  ...

Echocardiographic Assessment of the Right Heart in Mice

Transgenic and toxic models of pulmonary arterial hypertension (PAH) are widely used to study the pathophysiology of PAH and to investigate potential therapies. Given the expense and time involved in creating animal models of disease, it is critical that researchers have tools to accurately assess phenotypic expression of disease. Right ventricular dysfunction is the major manifestation of pulmonary hypertension. Echocardiography is the mainstay of the noninvasive assessment of right ventricular function in rodent models and has the advantage of clear translation to humans in whom the same tool is used. Published echocardiography protocols in murine models of PAH are lacking.
In this article, we describe a protocol for assessing RV and pulmonary vascular function in a mouse model of PAH with a dominant negative BMPRII mutation; however, this protocol is applicable to any diseases affecting the pulmonary vasculature or right heart. We provide a detailed description of animal preparation, image acquisition and hemodynamic calculation of stroke volume, cardiac output and an estimate of pulmonary artery pressure.

This article provides a protocol for the echocardiographic assessment of right ventricular size and pulmonary hypertension in mice. Applications include phenotype determination and serial assessment in transgenic and toxin-induced mouse models of cardiomyopathy and pulmonary vascular disease.

אקו הערכה של הלב הימני בעכברים

Transgenic and toxic models of pulmonary arterial hypertension (PAH) are widely used to study the pathophysiology of PAH and to investigate potential ...

Assessment of Right Ventricular Structure and Function in Mouse Model of Pulmonary Artery Constriction by Transthoracic Echocardiography

Emerging clinical data support the notion that RV dysfunction is critical to the pathogenesis of cardiovascular disease and heart failure1-3. Moreover, the RV is significantly affected in pulmonary diseases such as pulmonary artery hypertension (PAH). In addition, the RV is remarkably sensitive to cardiac pathologies, including left ventricular (LV) dysfunction, valvular disease or RV infarction4. To understand the role of RV in the pathogenesis of cardiac diseases, a reliable and noninvasive method to access the RV structurally and functionally is essential.
A noninvasive trans-thoracic echocardiography (TTE) based methodology was established and validated for monitoring dynamic changes in RV structure and function in adult mice. To impose RV stress, we employed a surgical model of pulmonary artery constriction (PAC) and measured the RV response over a 7-day period using a high-frequency ultrasound microimaging system. Sham operated mice were used as controls. Images were acquired in lightly anesthetized mice at baseline (before surgery), day 0 (immediately post-surgery), day 3, and day 7 (post-surgery). Data was analyzed offline using software.
Several acoustic windows (B, M, and Color Doppler modes), which can be consistently obtained in mice, allowed for reliable and reproducible measurement of RV structure (including RV wall thickness, end-diastolic&#160;and end-systolic dimensions), and function (fractional area change, fractional shortening, PA peak velocity, and peak pressure gradient) in normal mice and following PAC.
Using this method, the pressure-gradient resulting from PAC was accurately measured in real-time using Color Doppler mode and was comparable to direct pressure measurements performed with a Millar high-fidelity microtip catheter. Taken together, these data demonstrate that RV measurements obtained from various complimentary views using echocardiography are reliable, reproducible and can provide insights regarding RV structure and function. This method will enable a better understanding of the role of RV cardiac dysfunction.

Right ventricle (RV) dysfunction is critical to the pathogenesis of cardiovascular disease, yet limited methodologies are available for its evaluation. Recent advances in ultrasound imaging provide a noninvasive and accurate option for longitudinal RV study. Herein, we detail a step-by-step echocardiographic method using a murine model of RV pressure overload.

הערכה של מבנה הנכון חדרית ותפקוד בעכבר הדגם של תעוקת עורק ריאה על ידי Transthoracic אקו

Emerging clinical data support the notion that RV dysfunction is critical to the pathogenesis of cardiovascular disease and heart failure1-3. Moreover, ...

Assessment of Cardiac Morphological and Functional Changes in Mouse Model of Transverse Aortic Constriction by Echocardiographic Imaging

Transverse aortic constriction (TAC) in mice has been used as a valuable model to study mechanisms of cardiac hypertrophy and heart failure1. A reliable noninvasive method is essential to assess real-time cardiac morphological and functional changes in animal models of heart disease. Transthoracic echocardiography represents an important tool for noninvasive assessment of cardiac structure and function2. Here we used a high-resolution ultrasound imaging system to monitor myocardial remodeling and heart failure progression over time in a mouse model of TAC. B-mode, M-mode, and Doppler imaging were used to precisely assess cardiac hypertrophy, ventricular dilatation, and functional deterioration in mice following TAC. Color and pulse wave (PW) Doppler imaging was used to noninvasively measure pressure gradient across the aortic constriction created by TAC and to assess transmitral blood flow in mice. Thus transthoracic echocardiographic imaging provides comprehensive noninvasive measurements of cardiac dimensions and function in mouse models of heart disease.

The goal of this protocol is to noninvasively assess cardiac structural and functional changes in a mouse model of heart disease created by transverse aortic constriction, using B- and M-mode echocardiography and color/pulse wave Doppler imaging.

שינויים הערכה לב מורפולוגי תפקודי עכבר דגם של מועקה הרוחבית אב עורקים על ידי הדמית אקו

Transverse aortic constriction (TAC) in mice has been used as a valuable model to study mechanisms of cardiac hypertrophy and heart failure1. A reliable ...

Echocardiographic Approaches and Protocols for Comprehensive Phenotypic Characterization of Valvular Heart Disease 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.

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

גישות פרוטוקולים אקו לאפיון פנוטיפי מקיף של מסתמית מחלות לב בעכברים

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 ...

Murine Echocardiography of Left Atrium, Aorta, and Pulmonary Artery

The present methodology teaches the investigator how to measure and use the LAV as a surrogate of chronic elevations in Left Ventricular diastolic pressure through echocardiography, as well as to obtain measurements of the Aorta and PA diameter in mice.
Mice older than 10 d of age can be analyzed using the present technique. The technique is composed of 3 main steps: set-up, image acquisition, and image analysis. The set-up step consists of getting the mouse anesthetized with 1% isoflurane, shaving it, and taping it in a supine position to a heated EKG board where the image acquisition will take place. The image acquisition step consists of learning to identify the cardiac structures and obtaining all the required images with its correspondent probe and axis in order to be able to calculate volumes and diameters. The image analysis step consists of measuring the previously acquired images with the aid of computer software.
Advantages of the proposed technique include a fast (15 min) procedure that would allow the researcher to evaluate interventions in a non-invasive, non-terminal approach and therefore follow the same mouse over time; each mouse can be used as its own control. This fact plus having the same operator perform all the acquisition and analysis for the entire experiment minimizes the limitation of operator-dependency. The present methodology is useful for mouse researchers in cardiovascular and pulmonary medicine.

The following protocol describes the methodology for the acquisition and analysis of echocardiographic images used to obtain the Left Atrial Volume (LAV), Aorta (Ao) diameter, and Pulmonary Artery (PA) diameter in mice. This technique is a non-invasive, non-terminal procedure that allows assessment of the cardiopulmonary function.

אקו Murine של השמאל אטריום, אבי העורקים, ו עורק הריאה

The present methodology teaches the investigator how to measure and use the LAV as a surrogate of chronic elevations in Left Ventricular diastolic ...

Echocardiographic and Histological Examination of Cardiac Morphology in the Mouse

An increasing number of genetically modified mouse models has become available in recent years. Moreover, the number of pharmacological studies performed in mice is high. Phenotypic characterization of these mouse models also requires the examination of cardiac function and morphology. Echocardiography and magnetic resonance imaging (MRI) are commonly used approaches to characterize cardiac function and morphology in mice. Echocardiographic and MRI equipment specialized for use in small rodents is&#160;expensive and requires a dedicated space. This protocol describes cardiac measurements in mice using a clinical echocardiographic system with a 15 MHz human vascular probe. Measurements are performed on anesthetized adult mice. At least three image sequences are recorded and analyzed for each animal in M-mode in the parasternal short-axis view. Afterwards, cardiac histological examination is performed, and cardiomyocyte diameters are determined on hematoxylin-eosin- or wheat germ agglutinin (WGA)-stained paraffin sections. Vessel density is determined morphometrically after Pecam-1 immunostaining. The protocol has been applied successfully to pharmacological studies and different genetic animal models under baseline conditions, as well as after experimental myocardial infarction by the permanent ligation of the left anterior descending coronary artery (LAD). In our experience, echocardiographic investigation is limited to anesthetized animals and is feasible in adult mice weighing at least 25 g.

Echocardiographic examination is frequently used in mice. Expensive high-resolution ultrasound devices have been developed for this purpose. This protocol describes an affordable echocardiographic procedure combined with histological morphometric analyses to determine cardiac morphology.

בבדיקה היסטולוגית ו echocardiographic של מורפולוגיה לב העכבר

An increasing number of genetically modified mouse models has become available in recent years. Moreover, the number of pharmacological studies performed ...

Echocardiographic Measurement of Right Ventricular Diastolic Parameters in Mouse

Diastolic dysfunction is a prominent feature of right ventricular (RV) remodeling associated with conditions of pressure overload. However, the RV diastolic function is rarely quantified in experimental studies. This might be due to technical difficulties in the visualization of the RV in the apical four-chamber view in rodents. Here we describe two positions facilitating the visualization of the apical four-chamber view in mice to assess the RV diastolic function.
The apical four-chamber view is enabled by tilting the mouse fixation platform to the left and caudally (LeCa) or to the right and cranially (RiCr). Both positions provide images of comparable quality. The results of the RV diastolic function obtained from two positions are not significantly different. Both positions are comparably easy to perform. This protocol can be incorporated into published protocols and enables detailed investigations of the RV function.

Here we describe and compare two positions for obtaining the apical four-chamber view in mice. These positions enable the quantification of the right ventricular function, provide comparable results, and can be used interchangeably.

המדידה האקוקרדיוגרפית של פרמטרים של הימני החדרית בעכבר

Diastolic dysfunction is a prominent feature of right ventricular (RV) remodeling associated with conditions of pressure overload. However, the RV ...

Transthoracic Echocardiographic Examination in the Rabbit Model

Large animal models such as the rabbit are valuable for translational preclinical research. Rabbits have a similar cardiac electrophysiology compared to that of humans and that of other large animal models such as dogs and pigs. However, the rabbit model has the additional advantage of lower maintenance costs compared to other large animal models. The longitudinal evaluation of cardiac function using echocardiography, when appropriately implemented, is a useful methodology for preclinical assessment of novel therapies for heart failure with reduced ejection fraction (e.g. cardiac regeneration). The correct use of this non-invasive tool requires the implementation of a standardized examination protocol following international guidelines. Here we describe, step by step, a detailed protocol supervised by veterinary cardiologists for performing echocardiography in the rabbit model, and demonstrate how to correctly obtain the different echocardiographic views and imaging planes, as well as the different imaging modes available in a clinical echocardiography system routinely used in human and veterinary patients.

Here we describe, step by step, a detailed protocol for performing echocardiography in the rabbit model. We show how to correctly obtain the different echocardiographic views and imaging planes, as well as the different imaging modes available in a clinical echocardiography system routinely used in human and veterinary patients.

בחינת החזה הקרדיוגרפית במודל הארנב

Large animal models such as the rabbit are valuable for translational preclinical research. Rabbits have a similar cardiac electrophysiology compared to ...

Revealing Subtle Changes in Cardiac Function using Transthoracic Dobutamine Stress Echocardiography in Mice

Left ventricular (LV) dysfunction paves the final pathway for a multitude of cardiac disorders. With the non-invasive high-frequency transthoracic dobutamine stress echocardiography in humans, a reductionist investigation approach to unmask subtle changes in cardiac function has become possible. Here, we provide a protocol for using this technique in mice to facilitate expanded analysis of LV architecture and function in physiology and pathology enabling the observation of alterations in models of cardiac disease hidden in unstressed hearts. This investigation can be performed in one and the same animal and allows both, basal and pharmacologically stress-induced measurements. We outline detailed criteria for appropriate anesthesia, imaging-based LV analysis, consideration of intra- and interobserver variability, and obtaining positive inotrope response that can be attained in mice after intraperitoneal injection of dobutamine under near physiological conditions. To recapitulate the characteristics of human physiology and disease in small animal models, we highlight critical pitfalls in evaluation, e.g., a pronounced Bowditch effect in mice. To further meet translational objectives, we compare stress-induced effects in humans and mice. When used in translational studies, attention must be paid to physiological differences between mice and human. Experimental rigor dictates that some parameters assessed in patients can only be used with caution due to restrictions in spatial and temporal resolution in mouse models.

Left ventricular dysfunction constitutes the final common pathway for a host of cardiac disorders. We here provide a detailed protocol of transthoracic dobutamine stress echocardiography approach for comprehensive evaluation of the left ventricular function of mouse models of cardiac disease as well as cardiac phenotyping.