אנו מודים מנון Laprise לאימונים באקו ואן Chamberland על שהקדשת מהתמונות שמוצגת באיורים 1 ו -2. עבודה זו נתמכה על ידי מכון קנדי ​​לחקר בריאות MOP מענק 44363 וקנדה יו&quot;ר 950-216,684.

כל הנהלים שמוצגים בפרוטוקול זה אושרו על ידי ועדת הטיפול בבעלי חיים IRCM. 1. אולטראסאונד מערכת ותחנת הכנה <ol style=";text-align:right;direction:rtl"><li style=";text-align:right;direction:rtl"> הפעל את מערכת ההדמיה אולטרסאונד ולהתחבר scanhead כמו גם את יחידת הבקר פיזיולוגיה על פי הוראות היצרן (איור 1). בחר לב תכנית המדידה וscanhead שמתאים למתמר 30 MHz. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> מלא מזנקים של scanhead עם מים deionized. למנוע בועות אוויר כמו שהם מפריעים להדמיה ברזולוציה. הנח את scanhead עם צד הידית עד למחזיק בה בסמוך לפלטפורמת ההדמיה (איור 1 א). </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> לחטא את פלטפורמת ההדמיה ופינת עבודה. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> למלא לגמרי את הבקבוק של ג&#39;ל אולטרסאונד, כדי למנוע היווצרות של בועות ולמקם אותו במהופך בסט מיכל prewarming 37 ° C (איור 1). </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> בדוק את הרמות של Oxygen ומערכת צינורות להרדמה isoflurane ו. ניסוי אחד עם ~ 8 עוברים ישתמש כ 15-20 חמצן L. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> מניחים את הבקבוקים של מרככי עיניים, קרם מקריח וג&#39;ל אלקטרודה ליד פלטפורמת ההדמיה (איור 1). </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> ודא שפונקציות מנורת חום אינפרא אדום. במהלך אימון, הגדר את רמת החום, את עמדתה של המנורה ואת המרחק של המנורה לעכברים כדי לשמור על טמפרטורת גוף קבועה וקצב לב. הערה: ההכנה נכונה של המערכת והחומר היא קריטית. הליכים ממושכים עשויים להשפיע על המאפיינים הפיזיולוגיים והמודינמית של עוברים כהרדמה ארוכה מדכאת את תפקוד לב על ידי הפחתת קצב לב, לחץ דם ורמת חמצון בדם. העיבוד בזמן ל~ 8 עוברים (גודל המלטה ממוצע בC57BL / 6) צריך להיות כ 1 שעות. זני עכבר אחרים עשויים לספק מספר גבוה יותר של עוברים, ואולי עם גודל נקבה גדול יותר. אימון הוא חיוני כדי לייעל את processiזמן ng. </li></ol> 2. עכבר הכנה <ol style=";text-align:right;direction:rtl"><li style=";text-align:right;direction:rtl"> להרדים את הנקבה בהריון בתא עם אספקה ​​רציפה של 2% isoflurane בחמצן (200 מיליליטר / דקה) עד שהוא הופך nonresponsive. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> הנח את העכבר על פלטפורמת ההדמיה במצב שכיבה, להתאים את הצינור לשאיפה מתמדת של isoflurane 1.5% בחמצן (200 מיליליטר / דקה), ולתקן את צינור שאיפה עם (איור 2 א) קלטת. הרדמה מספיק צריכה להיות אישרה במהלך ההליך על ידי התנוחה הנינוחה של העכבר והעדר כל תגובה לצובט זנב ובוהן. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> ג&#39;ל אלקטרודה המקום היחיד בחלק העליון השמאלי ורפידות האלקטרודה ימנית תחתונה (מימין קדמי רגל ורגל השמאלית אחורית, המכונה גם עמדה השנייה עופרת) לelectrocardiography. עופרת העמדה השנייה מספקת מוגדר טוב יותר P-גל זקוף חיובי וQRS מורכב כדי לקבוע את קצב לב. אבטח את ארבע כפות רגליים לכל משטח באמצעות (איור 2 א) קלטת. כדי למנוע יובש בעיניים, להחיל 1 טיפה שלמזור עיניים לכל עין. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> לגלח את הבטן מחזה לשלפוחית ​​שתן עם גוזז שיער. לאחר מכן להחיל קרם מקריח למשך 2 דקות ונגב אותה בעזרת גזה ו / או מקלון צמר גפן כדי להסיר כל שיער שנשאר בזהירות. היזהר שלא לחתוך את הפטמות. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> הכנס את המדחום prelubricated עם ג&#39;ל אלקטרודה לתוך פי הטבעת של הנקבה כדי לפקח על טמפרטורת הגוף (יש לשמור על 37 ± 0.5 ° C על ידי התאמת מנורת חום אינפרא אדום ממוקמת מעל הפלטפורמה). קצב לב צריך להיות 450 ± 50 פעימות / דקה (BPM). טמפרטורה וקצב לב הן מוצגים ביחידת בקר פיזיולוגיה (איור 1). הערה: הרדמה ארוכה, נשירת שיער וג&#39;ל קולי (אם כי prewarmed) יכולה להוביל להיפותרמיה, אשר יכול להשפיע על קצב הלב של הנקבה. אם טמפרטורת הגוף יורדת מתחת 36.5 ° C, להפסיק את ההליך ולשנות את עמדתה של מנורת החימום כדי להתאים את הטמפרטורה ואת קצב הלב. חכה כמה דקות befבצר ימשיך שוב. </li></ol> 3. זיהוי עובר <ol style=";text-align:right;direction:rtl"><li style=";text-align:right;direction:rtl"> לחץ בעדינות מטה על הבטן בעירום כדי לאתר את העוברים. לאט ובקלילות פרוש להם יש רוב של עוברים בשכבה אחת מתחת לפני שטח הבטן. בכל קרן רחם, שקים הם ליניארי מחוברים זה לזה. נסה לכבד את הסדר הזה כשמתפשט. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> מארק כל עובר על בטן העירום של הנשים עם סמן קבע עם קדמי / אחורי וכיווני הגחון גב / שלהם. לדעת את הכיוון יאפשר איתור הלב עם החללית. מספר העוברים בצד הימין וקרנות עזבו החל מצוואר הרחם (1, 2, 3 ... ו1 &#39;, 2&#39;, 3 &#39;... בהתאמה; איור 2). הערה: (i) הימנע מלהפיץ את העוברים בכוח מוגזם. לשרטט את מיקומם על פיסת נייר כדי לעקוב אחריהם (איור 2 ג). (Ii) יש לי C57BL / 6 נקבות ~ 8 עוברים בכל המלטה. עם זאת, 0-2 עובר בכל המלטה הוא located מתחת לאחרים, מה שהופך את ההדמיה שלהם בלתי אפשרית. תכלול עוברים אלה מהניתוח ולהעריך יותר המלטות במידת הצורך. </li></ol> 4. מדידת קצב לב <ol style=";text-align:right;direction:rtl"><li style=";text-align:right;direction:rtl"> מניחים כמות קטנה של ג&#39;ל אולטרסאונד prewarmed על בטן עירומה ולהפיץ אותה באופן שווה. למנוע היווצרות בועה. להוסיף כמות גדולה יותר של ג&#39;ל (~ 5 מיליליטר) באזור המסוים לתמונה. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> החזק את הבדיקה במגע עם השכבה העבה ג&#39;ל (10 מ&quot;מ) ולהזיז את החללית בהדרגה לכיוון העור תוך מבט ללב הפועם. ברגע שהלב הפועם מוצג על המסך, להתאים את הזווית של החללית יש שני חדרים בגודל הגדול ביותר שלהם במטוס ההדמיה (איור 2 ד). </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> בגין רכישת תמונה. עם הזרוע מונחת על התחנה, למקם את המתמר על הג&#39;ל אולטרסאונד כדי לקבל תמונה בשידור חי במסך הצפייה (איור 2 ד). שמירה על הרכס של המתמר בחלק העליון ולחיצה על נטייה scanheadסמן n (בפינה השמאלית העליונה של התמונה) מאפשר התיאום של תנועת היד והאזור דמיינו על המסך. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> החל מצוואר הרחם, לעבור לעובר הקרוב המסומן (1 או 1 &#39;בקרן רחם ימינה או שמאלה, בהתאמה) כדי להמחיש את הלב הפועם על המסך. בגלל עומק מוקד קבוע, בעדינות להזיז את החללית למעלה / למטה ולצדדים מבלי לאבד מגע עם ג&#39;ל להשיג מטוס תמונה הרצויה. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> מקם את הלב הפועם במרכז המסך באזור המסומן בקו המקווקו הצהוב המייצג את אזור המוקד לרכישת נתונים טוב יותר. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> לרכוש את הקלטת החיה. השג את תמונת הסקאוט ולחדש את ההקלטה (איור 3 א). ברגע שמינימום של 10 שניות של הקלטה יציבה מתקבל, לעצור את ההקלטה ולשמור. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> המשך לעובר הבא. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> ברגע שכל העוברים מנותחים, &quot;עיון&quot; לחץ במקלדת כדי להציג את רשימת ההקלטות. שחק כל טרייסי M-מצב נרשמהng ולבצע מדידות מרובות (לפחות 5 לעקיבה) של המרווח בין פסגות סמוכות (זמן / זרימת מחזור) כדי להשיג את קצב לב הממוצע (איור 3 ב). הערה: פרוטוקולים יש הטוענים שימוש במעמד נייח לscanhead להימנע מטלטול. עם זאת, הוא מרסן את הזווית של ניתוח, מה שהופך את ההתבוננות בעוברים לרוחב קשה. היא גם מאיטה את הניתוח, כעמדה צריכה להיות מותאמת לכל עובר. מחזיק scanhead תוך יישוב הזרוע בתחנת יעילות ממזער רועד. אימון עם 5-10 נשים בהריון מומלץ כדי לייעל את התוצאה. </li></ol> 5. Genotyping <ol style=";text-align:right;direction:rtl"><li style=";text-align:right;direction:rtl"> בעזרת מספריים כירורגית נקיים ומלקחיים, לחתוך אורכי העור ושכבת שריר של הבטן. אתר את שקים בכל קרן רחם ולהתאים את המספרים. גזור לפתוח את שק החלמון לחשוף את העובר בצו שימוש מעל. אם לא בהסדר ליניארי, הסקיצה של עמדות עובר על פיסהנייר יהיה חיוני ברגע שהסימנים על העור כבר לא נראים לעין. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> לחתוך רק ~ 4 מ&quot;מ מזנב לגנוטיפ כמו הדנ&quot;א הגנומי מופק ביעילות רבה מזנבות עובריים. הערה: (i) ההליך כירורגי יכול להיות שיש לבצע במיקום נפרד מחדר ההדמיה. עם זאת, חשוב שלא להזיז את העכבר ויש לי את ההליך כירורגי על פלטפורמת ההדמיה כדי לעקוב אחר העוברים הממוספרים. התייעץ עם מנהל מתקן בעלי החיים כדי לייעל את ההליך הכירורגי. (Ii) הנקבה בהריון במהירות מתה כתוצאה מאיבוד דם כעוברים יוסרו לגנוטיפ לאחר הדמיה. לאחר קיצוץ זנב, העוברים ממוקמים 3 דקות על קרח להרדמה על ידי היפותרמיה ולאחר מכן ערפו את הראש עם מספריים, כפי שהומלצו על ידי ועדת הטיפול בבעלי חיים שלנו. </li></ol>

<ol>
	<li>Hoffman, J. I., Kaplan, S. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=The+incidence+of+congenital+heart+disease.">The incidence of congenital heart disease.</a> J. Am. Coll. Cardiol. 39, 1890-1900 (2002).</li><li>Miller, S. P., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Abnormal+brain+development+in+newborns+with+congenital+heart+disease.">Abnormal brain development in newborns with congenital heart disease.</a> N. Engl. J. Med. 357, 1928-1938 (2007).</li><li>Bruneau, B. G. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=The+developmental+genetics+of+congenital+heart+disease.">The developmental genetics of congenital heart disease.</a> Nature. 451, 943-948 (2008).</li><li>Wessels, A., Sedmera, D. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Developmental+anatomy+of+the+heart:+a+tale+of+mice+and.">Developmental anatomy of the heart: a tale of mice and.</a> 15, 165-176 (2003).</li><li>Yu, Q., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=ENU+induced+mutations+causing+congenital+cardiovascular+anomalies.">ENU induced mutations causing congenital cardiovascular anomalies.</a> Development. 131, 6211-6223 (2004).</li><li>Seidah, N. G., Prat, A. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=The+biology+and+therapeutic+targeting+of+the+proprotein+convertases.">The biology and therapeutic targeting of the proprotein convertases.</a> Nat. Rev. Drug Discov. 11, 367-383 (2012).</li><li>Roebroek, A. J., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Failure+of+ventral+closure+and+axial+rotation+in+embryos+lacking+the+proprotein+convertase+Furin.">Failure of ventral closure and axial rotation in embryos lacking the proprotein convertase Furin.</a> Development. 125, 4863-4876 (1998).</li><li>Roebroek, A. J., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Limited+redundancy+of+the+proprotein+convertase+furin+in+mouse+liver.">Limited redundancy of the proprotein convertase furin in mouse liver.</a> J. Biol. Chem. 279, 53442-53450 (2004).</li><li>Kisanuki, Y. Y., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Tie2-Cre+transgenic+mice:+a+new+model+for+endothelial+cell-lineage+analysis+in+vivo.">Tie2-Cre transgenic mice: a new model for endothelial cell-lineage analysis in vivo.</a> Dev. Biol. 230, 230-242 (2001).</li><li>Kim, W., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Loss+of+endothelial+furin+leads+to+cardiac+malformation+and+early+postnatal+death.">Loss of endothelial furin leads to cardiac malformation and early postnatal death.</a> Mol. Cell Biol. 32, 3382-3391 (2012).</li></ol>

אין ניגוד האינטרסים הכריז.

אקו M-המצב הוא שיטה יעילה ופשוטה למדידה בקצב לב ברחם של עוברי עכברים. מתמרים זמין מסחרי לספק רזולוציה מספיקה כדי להמחיש את לב פועם קטן. לפיכך, הם מאפשרים מדידת קצב לב מאוד מדויקת, בהשוואה לשיטות אחרות כגון מדידת דופק, ויכולים להוות תחליף מיקרוסקופיה וידאו ברז...

מחלת לב כלילית הוא הגורם המידבק השכיח ביותר למוות בלידה 1. ניתוחים רבים לעתים קרובות יש צורך לתקן את הליקויים המבניים בנושאי איכות החיים, שעשוי להישאר בסכנה 1. ילדים עם מחלת לב כלילית בתדירות גבוהה לפתח הפרעות נוירולוגיות גם אם הם לא עברו ניתוח, מה שמעיד חשוב בהשלכות רחם על 2,3 פיתוח. גורמים גנטיים והן סביבתיים, כגון חשיפה לוירוסים או חומרים כימיים (אלכוהול) במהלך הריון, מחלת לב כלילית גורם. לומדים תורמים הגנטיים הוא עדיין בשלב המוקדם שלה, אבל גדל במהירות. לזהות התורמים האלה ולהבין את תפקידם בהתפתחות לב, Phenotyping עכברים שעברו מוטציה עם כלי פשוט ורב עוצמה יהיה מאוד מועיל. עכבר הוא אכן מודל חיה של בחירה ללמוד מחלת לב כלילית, ורוב המקרים של בני אדם יכול להיות מועתק בעכברים 4,5. כתוצאה מכך, phenotyping לב עוברי בעכבר הפך incחשוב reasingly לחקור אטיולוגיה של מחלת לב כלילית אדם ודורש כלים מתאימים. למרות שמחקרים היסטולוגית על דגימות קבועות הם לא יסולא בפז, הדמיה של בעלי חיים בזמן אמת היא חיונית כדי להבין את הפיסיולוגיה של הלב. מיקרוסקופיה וידאו מציעה הדמיה לחיות. עם זאת, זה דורש laparotomy לחשוף עוברים, וכך לפגוע במדינה הפיזיולוגית והמודינמית שלהם. לאחרונה, אקו הפך את טכניקת ההדמיה סטנדרטית להערכות לב במרפאת, כמו גם בעכברים. אקו העוברי בעכבר מתבצע באמצעות מערכות סטנדרטיות קליניות אולטרסאונד, כמו גם מערכות אולטרסאונד אולטרה תדירות גבוהה. האחרון מספק 30 MHz או מתמרים תדר גבוה יותר שיוצרים דימויים דו ממדים ולאפשר ההערכה של שלבים עובריים המוקדמים. יש לי מתמרים אלו עומק חדירה נמוך יחסית (~ מ&quot;מ 13), שהוא, לעומת זאת, מספיק כדי להשיג מטוסי הדמיה נאותים ולקבוע הרשות לב בסיסיתrameters, כגון קצב לב, בקוטר הפנימי של חדר שמאל וימין בירוויח והתכווצות ומחצה ועובי קיר, בלי לבצע פיום בטן. במחקר שלנו, יש לנו בשימוש מערכת אולטרסאונד-Ultra High Frequency כדי להעריך את קצב לב של עוברי עכברים בE18.5 היום עוברי. בחרנו מתמר 30 MHz המספק תצוגת תחום 20 מ&quot;מ x 20 מ&quot;מ, שהוא אידיאלי בהתחשב בגודל של העוברים, עם אורך מוקד של 12.7 מ&quot;מ. עם זאת, מתמר תדר גבוה יותר ניתן לבחור כדי לנתח שלבי התפתחות מוקדמים יותר. M-המצב שנבחר מאפשר ההדמיה של רקמות בבזכות תנועה לרזולוציה גבוהה זמנית של 1,000 מסגרות / sec. ההליך המלא הוא פשוט וצריך להתבצע במהירות אפשרית, כדי למנוע כל הפרעה של המדינות הפיזיולוגיות והמודינמית של העובר. הניתוח של כ -8 עוברים דורש כ 1 שעות.

<table><tbody><tr><td>Isoflurane</td><td>Pharmaceutical Partners of Canada Inc.</td><td>CP0406v2</td><td>1-chloro-2,2,2-trifluoroethyl difluoromethyl ether</td></tr><tr><td>Ultrasound gel</td><td>Parker Laboratories Inc.</td><td>Aquasonic Clear</td><td></td></tr><tr><td>Electrode gel</td><td>Parker Laboratories Inc.</td><td>Spectra 360</td><td></td></tr><tr><td>Ophthalmic gel</td><td>Novartis</td><td>Tear-Gel</td><td></td></tr><tr><td>Depilatory cream</td><td>Church Dwight Co., Inc.</td><td>Nair</td><td></td></tr><tr><td>Hair clipper</td><td></td><td></td><td></td></tr><tr><td>Gauze/cotton swap</td><td>Q-tips</td><td></td><td></td></tr><tr><td>Permanent marker</td><td></td><td></td><td></td></tr><tr><td>High-Resolution &lt;em&gt;In vivo&lt;/em&gt; Ultrasound Imaging System</td><td>Visual Sonics</td><td>Vevo770</td><td></td></tr><tr><td>30 MHz Transducer</td><td>Visual Sonics</td><td>RMV707B</td><td></td></tr><tr><td>Imaging platform and physiology controller unit</td><td>Visual Sonics</td><td></td><td></td></tr><tr><td>Anesthetic System</td><td>Cyprane North America Inc.</td><td>312462</td><td></td></tr><tr><td>Infrared heating lamp</td><td></td><td></td><td></td></tr></tbody></table>

in utero measurement of heart rate in mouse by noninvasive m-mode echocardiography

מחלת לב מולדת (CHD) היא הגורם המידבק השכיח ביותר למוות בלידה. השכיחות של מחלת לב כלילית נעה 4-50 / 1, 000 לידות (מחלות ואומדני פגיעה אזוריים, ארגון בריאות עולמי, 2004). ניתוחים שלעתים קרובות להתפשר על איכות החיים נדרשים לתיקון מומי לב, מזכירים לנו את החשיבות של מציאת הגורמים למחלת לב כלילית. מודלים עכבר שעברו מוטציה וטכנולוגיה הדמיה לחיות הפכו לכלי חיוני ללמוד אטיולוגיה של מחלה זו. למרות שיטות מתקדמות מאפשרות הדמיה חיה של לב חריג בעוברים, המדינות הפיזיולוגיות והמודינמית של זה האחרון לעתים קרובות נפגעים כתוצאה מניתוחים ו / או ארוכים. אולטרסאונד הדמיה לא פולשנית, לעומת זאת, ניתן להשתמש ללא ניתוח חושף את העוברים, ובכך שמירה על הפיסיולוגיה שלהם. בזאת, אנו משתמשים באולטרסאונד M-מצב פשוט כדי להעריך את קצב לב של עוברים בE18.5 ברחם. זיהוי של קצב לב לא תקין הוא אכן אינדיקה טובהטור של חוסר תפקוד של לב ובכך מהווה שלב ראשון בזיהוי של ליקויים התפתחותיים שעלולות להוביל לאי ספיקת לב.

השיטה הנ&quot;ל הייתה בשימוש כדי להעריך את ההשפעה של הנוכחות או עדר של furin פרוטאז סרין בתאי האנדותל בקצב לב של עוברי עכברים בE18.5 ברחם. Furin שייך למשפחה של convertases proprotein (מחשבים) שמבשרי החלבון ידבקו אחרי שאריות בסיסיות. Furin והמצעים שלה הם חלבוני הפרשה ומחשוף יכול להתרחש ב...

Watch this Scientific Journal Video about In utero Measurement of Heart Rate in Mouse by Noninvasive M-mode Echocardiography at JoVE.com

In utero Measurement of Heart Rate in Mouse by Noninvasive M-mode Echocardiography

אולטרסאונד בתדירות גבוה במיוחד הוא כלי הדמיה חיה רב עוצמה כדי לבחון מומים לב בבעלי חיים קטנים. noninvasiveness שלו מאפשר שמירה על המצב הפיזיולוגי של עוברים. בזאת, אנו מציגים את השימוש באולטרסאונד M-mode כדי למדוד את קצב הלב של עוברים בE18.5 ברחם.

במדידת רחם של קצב לב בעכבר על ידי אקו M-המצב פולשנית

Congenital heart disease (CHD) is the most frequent noninfectious cause of death at birth. The incidence of CHD ranges from 4 to 50/1,000 births (Disease ...

in-utero-measurement-heart-rate-mouse-noninvasive-m-mode

Universidad de Cartagena UDEC

Research

JoVE Journal

Medicine

In utero Measurement of Heart Rate in Mouse by Noninvasive M-mode Echocardiography

11.3K Views.  Institut de Recherches Cliniques de Montréal.  אולטרסאונד בתדירות גבוה במיוחד הוא כלי הדמיה חיה רב עוצמה כדי לבחון מומים לב בבעלי חיים קטנים. noninvasiveness שלו מאפשר שמירה על המצב הפיזיולוגי של עוברים. בזאת, אנו מציגים את השימוש באולטרסאונד M-mode כדי למדוד את קצב הלב של עוברים בE18.5 ברחם. 

Video: In utero Measurement of Heart Rate in Mouse by Noninvasive M-mode Echocardiography

Transthoracic Echocardiography in Mice

In recent years, murine models have become the primary avenue for studying the molecular mechanisms of cardiac dysfunction resulting from changes in gene expression. Transgenic and gene targeting methods can be used to generate mice with altered cardiac size and function,1-3 and as a result, in vivo techniques are needed to evaluate their cardiac phenotype. Transthoracic echocardiography, pulse wave Doppler (PWD), and tissue Doppler imaging (TDI) can be used to provide dimensional measurements of the mouse heart and to quantify the degree of cardiac systolic and diastolic performance. Two-dimensional imaging is used to detect abnormal anatomy or movements of the left ventricle, whereas M-mode echo is used for quantification of cardiac dimensions and contractility.4,5 In addition, PWD is used to quantify localized velocity of turbulent flow,6 whereas TDI is used to measure the velocity of myocardial motion.7 Thus, transthoracic echocardiography offers a comprehensive method for the noninvasive evaluation of cardiac function in mice.

Transthoracic echocardiography offers a noninvasive method for the evaluation of cardiac function in mice. A combination of ultrasound and Doppler imaging modalities can be used to obtain dimensional measurements of the heart and intracardiac blood flow, which together provide an assessment of cardiac systolic and diastolic performance.

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 ...

High-frequency High-resolution Echocardiography: First Evidence on Non-invasive Repeated Measure of Myocardial Strain, Contractility, and Mitral Regurgitation in the Ischemia-reperfused Murine Heart

Ischemia-reperfusion (IR) was surgically performed in murine hearts which were then subjected to repeated imaging to monitor temporal changes in functional parameters of key clinical significance. Two-dimensional movies were acquired at high frame rate (8 kHz) and were utilized to estimate high-quality myocardial strain. Two-dimensional elastograms (strain images), as well as strain profiles, were visualized. Results were powerful in quantitatively assessing IR-induced changes in cardiac events including left-ventricular (LV) contraction, LV relaxation and isovolumetric phases of both pre-IR and post-IR beating hearts in intact mice. In addition, compromised sector-wise wall motion and anatomical deformation in the infarcted myocardium were visualized.  The elastograms were uniquely able to provide information on the following parameters in addition to standard physiological indices that are known to be affected by myocardial infarction in the mouse: internal diameters of mitral valve orifice and aorta, effective regurgitant orifice, myocardial strain (circumferential as well as radial), turbulence in blood flow pattern as revealed by the color Doppler movies and velocity profiles, asynchrony in LV sector, and changes in the length and direction of vectors demonstrating slower and asymmetrical wall movement. This work emphasizes on the visual demonstration of how such analyses are performed. 

High-frequency High-resolution Echocardiography: First Evidence on Non-invasive Repeated Measure of Myocardial Strain, Contractility, and Mitral Regurgitation in the Ischemia-reperfused Murine Heart 

High frequency Doppler ultrasound is a novel technology for assessing regional myocardial function. This work presents first evidence demonstrating applicability of this versatile imaging platform for the repeated measure of myocardial strain, dp/dt, and mitral regurgitation in the ischemia-reperfused (IR) murine heart.

בתדירות גבוהה ברזולוציה גבוהה אקו: העדות הראשונה על מדוד לא פולשני חוזרות ונשנות של הזנים Contractility שריר הלב, ו regurgitation צניפי בלב איסכמיה reperfused Murine

Ischemia-reperfusion (IR) was surgically performed in murine hearts which were then subjected to repeated imaging to monitor temporal changes in ...

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  ...

Murine Fetal Echocardiography

Transgenic mice displaying abnormalities in cardiac development and function represent a powerful tool for the understanding the molecular mechanisms underlying both normal cardiovascular function and the pathophysiological basis of human cardiovascular disease. Fetal and perinatal death is a common feature when studying genetic alterations affecting cardiac development 1-3. In order to study the role of genetic or pharmacologic alterations in the early development of cardiac function, ultrasound imaging of the live fetus has become an important tool for early recognition of abnormalities and longitudinal follow-up. Noninvasive ultrasound imaging is an ideal method for detecting and studying congenital malformations and the impact on cardiac function prior to death 4. It allows early recognition of abnormalities in the living fetus and the progression of disease can be followed in utero with longitudinal studies 5,6. Until recently, imaging of fetal mouse hearts frequently involved invasive methods. The fetus had to be sacrificed to perform magnetic resonance microscopy and electron microscopy or surgically delivered for transillumination microscopy. An application of high-frequency probes with conventional 2-D and pulsed-wave Doppler imaging has been shown to provide measurements of cardiac contraction and heart rates during embryonic development with databases of normal developmental changes now available 6-10. M-mode imaging further provides important functional data, although, the proper imaging planes are often difficult to obtain. High-frequency ultrasound imaging of the fetus has improved 2-D resolution and can provide excellent information on the early development of cardiac structures 11.

Fetal and perinatal death is a common feature when studying genetic alterations affecting cardiac development. High-frequency ultrasound imaging has improved 2-D resolution and can provide excellent information on early cardiac development and is an ideal method to detect the impact on cardiac structure and function prior to death.

אקו העוברי Murine

Transgenic mice displaying abnormalities in  cardiac development and function represent a powerful tool for the understanding  the molecular mechanisms ...

Fetal Mouse Cardiovascular Imaging Using a High-frequency Ultrasound (30/45MHZ) System

Congenital heart defects (CHDs) are the most common cause of childhood morbidity and early mortality. Prenatal detection&#160;of the underlying molecular mechanisms of CHDs is&#160;crucial for inventing new preventive and therapeutic strategies. Mutant mouse models are powerful tools to discover new&#160;mechanisms&#160;and environmental stress modifiers that drive cardiac development and their potential&#160;alteration in CHDs. However, efforts to establish the causality of these putative contributors have been limited to histological&#160;and molecular studies&#160;in non-survival animal experiments, in which&#160;monitoring the key physiological and hemodynamic parameters is&#160;often absent. Live imaging technology has become an essential tool to establish the&#160;etiology of CHDs. In particular,&#160;ultrasound imaging can be used prenatally without surgically exposing the fetuses,&#160;allowing maintaining&#160;their baseline physiology while monitoring the impact of environmental stress&#160;on the hemodynamic and structural aspects of cardiac chamber development. Herein, we use the High-Frequency Ultrasound (30/45)&#160;system to examine the cardiovascular system in fetal mice at E18.5 in utero at the baseline and in response to prenatal hypoxia exposure. We demonstrate the feasibility of the system to measure cardiac chamber size, morphology, ventricular function, fetal heart rate, and umbilical artery flow indices, and their alterations in fetal mice exposed to systemic chronic hypoxia in utero in real time.

Fetal Mouse Cardiovascular Imaging Using a High-frequency Ultrasound 30/45MHZ System

High-frequency ultrasound imaging of the fetal mouse has improved imaging resolution and can provide precise non-invasive characterization of cardiac development and structural defects. The protocol outlined herein is designed to perform real-time fetal mice echocardiography in vivo.

הדמיה באמצעות מערכת סאונד בתדירות גבוהה (30 / 45MHZ) וכלי דם עוברי העכבר

Congenital heart defects (CHDs) are the most common cause of childhood morbidity and early mortality. Prenatal detection&#160;of the underlying molecular ...

Developmental Biology

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 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 ...

Noninvasive Electrocardiography in the Perinatal Mouse

Electrocardiography (ECG) has long been relied upon as an effective and reliable method of assessing cardiovascular (and cardiopulmonary) function in both human and animal models of disease. Individual heart rate, rhythm, and regularity, combined with quantitative parameters collected from ECG, serve to assess the integrity of the cardiac conduction system as well as the integrated physiology of the cardiac cycle. This article provides a comprehensive description of the methods and techniques used to perform a noninvasive ECG on perinatal and neonatal mouse pups as early as the first postnatal day, without requiring the use of anesthetics. This protocol was designed to directly address a need for a standardized and repeatable method for obtaining ECG in newborn mice. From a translational perspective, this protocol proves to be entirely effective for characterization of congenital cardiopulmonary defects generated using transgenic mouse lines, and particularly for analysis of defects causing lethality at or during the first postnatal days. This protocol also aims to directly address a gap in the scientific literature to characterize and provide normative data associated with maturation of the early postnatal cardiac conduction system. This method is not limited to a specific postnatal timepoint, but rather allows for ECG data collection in neonatal mouse pups from birth to postnatal day 10 (P10), a window that is of critical importance for modeling human diseases in vivo, with particular emphasis on congenital heart disease (CHD).

Here, we present a noninvasive electrocardiography (ECG) protocol, optimized for early postnatal mice, that does not require the use of anesthetics.

אלקטרוקרדיוגרפיה לא פולשנית בעכבר פרילינטל

Electrocardiography (ECG) has long been relied upon as an effective and reliable method of assessing cardiovascular (and cardiopulmonary) function in both ...

Echocardiographic Characterization of Left Ventricular Structure, Function, and Coronary Flow in Neonate Mice

Echocardiography is a non-invasive procedure that enables the evaluation of structural and functional parameters in animal models of cardiovascular disease and is used to assess the impact of potential treatments in preclinical studies. Echocardiographic studies are usually conducted in young adult mice (i.e., 4-6 weeks of age). The evaluation of early neonatal cardiovascular function is not usually performed because of the small size of the mouse pups and the associated technical difficulties. One of the most important challenges is that the short length of the pups&#39; limbs prevents them from reaching the electrodes in the echocardiography platform. Body temperature is the other challenge, as pups are very susceptible to changes in temperature. Therefore, it is important to establish a practical guide for performing echocardiographic studies in small mouse pups to help researchers detect early pathological changes and study the progression of cardiovascular disease over time. The current work describes a protocol for performing echocardiography in mouse pups at the early age of 7 days old. The echocardiographic characterization of cardiac morphology, function, and coronary flow in neonatal mice is also described.

The present protocol describes the echocardiographic assessment of left ventricular morphology, function, and coronary blood flow in 7-day old neonate mice.

אפיון אקוקרדיוגרפי של מבנה החדר השמאלי, תפקודו וזרימה כלילית בעכברים ילודים

Echocardiography is a non-invasive procedure that enables the evaluation of structural and functional parameters in animal models of cardiovascular ...