Name: fetal mouse cardiovascular imaging using a high-frequency ultrasound (30/45mhz) system
Uploaded: 2018-05-05T12:30:00.000+00:00
Duration: 7 min 34 s
Description: Watch this Scientific Journal Video about Fetal Mouse Cardiovascular Imaging Using a High-frequency Ultrasound 30/45MHZ System at JoVE.com

אנו מודים הליבה פיזיולוגיה של בעלי חיים, חטיבת לרפואה מולקולרית באוניברסיטת קליפורניה על מתן תמיכה טכנית וגישה פתוח למערכת biomicroscopy (UBM) אולטרסאונד Vevo 2100. מחקר זה נתמך על ידי המרכז לחקר בריאות NIH/ילד (5K12HD034610/K12), מכון דיסקברי של UCLA-הילדים, היום, מחר של הילדים הקרן, ו דייוויד גפן בית הספר של רפואה מחקר פרסי מ Touma.

אוניברסיטת קליפורניה, לוס אנג'לס, חיה אכפת והוועדה שימוש אישר כל ההליכים המוצגים פרוטוקול זה. הניסויים נערכו במסגרת המחקר המתמשך תחת פרוטוקולים בעלי חיים פעילים, אושרה על ידי המוסדיים חיה אכפת שימוש הוועדה של אוניברסיטת קליפורניה, לוס אנג'לס, קליפורניה, ארה ב. לטיפול בבעלי חיים וטיפול בעקבות בסטנדרטים של המדריך על טיפוח ועל שימוש של חיות מעבדה.
1. הכנת סאונד בתדירות גבוהה מערכת הדמיה
<ol><li>הפעל את מערכת הדמיה של סאונד ויחידת הניטור פיזיולוגיה.</li>
	<li>להתחבר מתמר 30/45 מגה-הרץ.</li>
	<li>במקום ראש הסריקה המתאימה על המחזיק בה ליד הרציף הדמיה.</li>
	<li>בחר באפשרות תוכנית מדידה הלב .</li>
	<li>המקום באולטרסאונד ג'ל הפוך במיכל שלה ההתחממות טרום מוגדר כ- 37 מעלות צלזיוס.</li>
	<li>לאשר מערכת צינורות המתאים עבור הרדמה ואמת את רמות חמצן, איזופלוריין.</li>
	<li>לחטא את פלטפורמת הדמיה של אזור העבודה.</li>
	<li>הגדר את רמת החום של פלטפורמת הדמיה כדי לשמור על טמפרטורת גוף קבועה וקצב הלב של הסכרים.</li>
</ol>2. בהריון העכבר הכנה
<ol><li>מניחים את הסכר העכבר בהריון (C57/BL6) בבית הבליעה אינדוקציה הרדמה.</li>
	<li>לגרום הרדמה באמצעות מועברת ברציפות איזופלוריין inhalational (איזופלוריין 2% - 3%) מעורבב עם 100% חמצן (100% O2) בספיקה של 200 mL/min בבית הבליעה אינדוקציה.</li>
	<li>העברת החיה מסומם על הפלטפורמה הדמיה במצב פרקדן.</li>
	<li>לספק מצב יציב הרגעה באמצעות facemask מחובר את ההרדמה אבובים מביאת-מערכת איזופלוריין (1.0% - 1.5%) מעורבב עם 100% O2 -200 mL/min. התראה: לשלוט לדליפת גז הרדמה בעזרת מערכת אוורור מצויד עם מסנן פחם עץ המכילות סט מיכל.</li>
	<li>קלטת את הגפיים בעדינות כדי האלקטרודות electrocardiographic מוטבע לאחר היישום של הג'ל אלקטרודה להשגת ניטור מתמיד של שיעורי אימהי הלב, מערכת הנשימה.</li>
	<li>התאם את רמת איזופלוריין לשמור על קצב הלב הממוצע של (450 + /-50 פעימות לדקה (bpm)).</li>
	<li>לשמור על טמפרטורת הגוף בטווח של 37.0 ° C + /-0.5 מעלות צלזיוס. נטר את טמפרטורת הגוף וקצב הלב מוצג על יחידת בקר פיזיולוגיה.</li>
	<li>המסמך סימני החיים של העכבר מסומם כל 15 דקות לאורך כל ההליך הדמיה.</li>
	<li>להעריך את הרמה של הרדמה על-ידי הערכת היציבה של העכבר, קצב הלב, בתגובה טו צובט.</li>
	<li>החל balm אופטלמולוגי (1 טיפה לתוך כל עין) כדי למנוע יובש העין ונזק הקרנית.</li>
	<li>להסיר את הפרווה מרמת מאמצע החזה אל הגפיים התחתונות באמצעות קרם depilatory כדי למזער את האולטרסאונד הנחתה. הסרת קרם 1-1.5 דקות לאחר יישום, לסירוגין גזה יבשה ורטובה מגבונים כדי למנוע נזק לעור.</li>
</ol>3. העובר זיהוי
<ol><li>ימשש לקיר הבטן בעדינות כדי לאתר את העוברים ולהפיץ אותם.</li>
	<li>ביאור כל העובר על הבטן של הסכר ולהגדיר שלהם אוריינטציות הקדמי-את ישבנה ואת הגבי הגחוני / על-ידי שימוש בסמן.</li>
	<li>השתמש את צוואר הרחם של הסכר מסומם כנקודת ציון. תווית העוברים על קרנות הרחם ישר ושמאלה L1, L2, L 3, וכדומה (בצד שמאל), R1, R2, R3, וכדומה (צד ימין), בהתאמה (איור 1 א'). התראה: למנוע הפצת העוברים בכוח. 1-2 עוברים בכל המלטה לחפוף עם האחרים, שהופך את המיקום ואת ההדמיה לא אמין. אל תכלול אלה העוברים הניתוח.</li>
</ol>4. הלב ויזואליזציה, ביאור
<ol><li>החל מראש ומחוממת אולטרסאונד ג'ל על הבטן, להפיץ את זה בזהירות כדי למנוע היווצרות בועה. להוסיף סכום נוסף של ג'ל על האזור של סריקת הדמיה.</li>
	<li>למקם את החללית אולטרסאונד למחזיק מכני ולגייס אותו בהדרגה לכיוון העור ליצור קשר עם השכבה ג'ל עבה כשחיפשתי הלב הפועם באמצעות סריקה B-המצב (איור 1).</li>
	<li>לחץ על הלחצן B במצב סריקה כדי לקבל תמונות דו-ממד. השתמש שלפוחית השתן כנקודת ציון כדי לזהות את העובר הראשון בכיוון הימין או שמאל מקרן הרחם ולסמן אותו R1 או L1, בהתאמה.</li>
	<li>לאשר את הכיוון מימין ומשמאל של העובר בודדים בזמן אמת על-ידי העברת פלטפורמת הדמיה במישור האופקי. סרוק מראש עד זנב כדי לבאר את החוטם הגפיים, עמוד השדרה כמו ציוני דרך (איור 1B, 1 וידאו).</li>
	<li>לדמיין את הלב הפועם ומפרשות החדר השמאלי (LV) ואת החדר הימני (RV). השתמש במצב דופלר צבע כדי למטב את הפריט החזותי של הלב (איור 1 C-G, קטעי וידאו 1 - 2).</li>
	<li>לחץ על הלחצן B במצב סריקה כדי להשיג ציר קצר מתחת-תצוגה, LV של RV המוצגים שלהם מאקסימאלי במרכז הנתונים רכישת מסגרת. להתחיל לחיות הדמיה (איור 1B-C).</li>
	<li>שינוי הכיוון של העכבר ביחס סריקה מטוסים כדי לקבל תצוגה ארבע-הקאמרית האורך (איור 1D). ראשית, עליך לזהות את המבנים הנותרים של הלב כגון אטריה, מחצה interventricular וכן תזרים ימינה ושמאלה ספינלי. בשלב הבא, יש הצ'יימברס חדרית, פרפור המוצגים מאקסימאלי שלהם. לאחר מכן התחל ייבוא תמונות.</li>
	<li>אל תכלול תמונות בלתי אופטימאליים, המלוכסן הניתוח הסופי. לחץ על לחצן Cini להשיג הקלטה רציפה 'Cineloops' למשך תקופה מינימלית של 10 s, ואז לשמור תמונות מוקלטות.</li>
</ol>5. הערכת תפקוד וקצב הלב העוברי
<ol><li>לחץ על לחצן M-mode סריקה כדי לקבל תמונות לב מ תא ארבעה מטוסים (וידאו 3).</li>
	<li>להציג את רשימת ההקלטות לניתוח פעם התמונות של כל העוברים הושלמו.</li>
	<li>אל תכלול תמונות בלתי אופטימאליים, המלוכסן הניתוח הסופי.</li>
	<li>לחץ על לחצן ניתוח כדי עובי הקיר למדוד את קוטר פנימי חדרית שמאלה/ימינה ב diastole (LVID, d; . RVID, d) ו סיסטולה (LVID, סופרן; RVID, s), כמוצג באיור2.</li>
	<li>לקבוע קצב הלב העוברי הממוצע על ידי משחק אחד שנרשם M-mode מעקב וחישוב המידה של מחזור אחד זרימה לזרימה הבאים מחזור (המרווח בין פסגות סמוכים).</li>
	<li>לבצע מספר מדידות (לפחות 5 לכל עקיבה) כדי להשיג את קצב הלב הממוצע (איור 2).</li>
	<li>מודדים את השינויים טמפורלית בין שמאל חדרית הדיאסטולי קוטר פנימי (LVID, d) שמאלה קוטר פנימי חדרית-סוף סיסטולה (' LVID ', ' s ') לאורך כל המחזור של הלב. ואז לחשב אחוז קיצור החלקי (FS %) כדלקמן: FS % = [(LVID,d-LVID,s)/LVID, d] x100.</li>
	<li>לבצע מספר מדידות (לפחות 5 לכל עקיבה) כדי להשיג את הערכים % FS הממוצע.</li>
</ol>6. הערכת מפרמטרי הזרם ריאות
<ol><li>התאם המגזר בזווית של רכישת פחות מ 60o. לחץ על לחצן דופלר כדי לבצע מדידות דופלר גל פעמו מהמטוס דו-ממדיים ארבע קאמרית-הדמיה באמצעות מתמר 45-מגה-הרץ.<ol>
<li>ראשית, דמיינו ההסתעפות של עורק הריאה כדי לזהות את מערכת יצוא הנכון. לאחר מכן, לחץ על לחצן פעמו גל דופלר כדי להשיג את התבנית זרימה לאורך של ריאות, השסתומים אבי העורקים (איור 3 א, 4 וידאו).</li>
	</ol>
</li>
	<li>להשיג זרימת ריאתי מדידות של גל פעמו מעקב דופלר, כולל שיא מהירות סיסטולית (PkV), האצת (ב), וזמן הפליטה (ET).</li>
	<li>לבצע מספר מדידות (לפחות 5 לכל עקיבה) כדי לקבל מדידות הממוצע, כפי שמוצג באיור 3 א (מימין).</li>
	<li>לחשב את AT / יצוא שסתום כמחוון של יצוא ספינלי patency ET יחס לכל, דם זורם.</li>
	<li>להמשיך לקבל את דפוסי המסתם הדו-צניפי, אבי העורקים זרימה מתצוגות קאמרית ארבע הפסגה דו-ממדי באמצעות גל פעמו דופלר. ראשית, עליך לזהות הצ'יימברס חדרית פרפור ועל שמאל שמאל. בשלב הבא, במקום האחסון מדגם דופלר גל פעמו הקלטה של דפוסי דופלר תזרים המסתם הדו-צניפי, מדידת מהירות הדיאסטולי מוקדם (E) והמהירות התכווצות פרפור24,(א) (איור 3B)25.</li>
	<li>לכוון את עוצמת הקול מדגם דופלר כדי להשיג את התבנית סילון דופלר אבי העורקים. להשתמש את אבי העורקים דופלר המטוס עקיבה כדי למדוד האצה (ב) וזמן הפליטה (ET), כפי שמוצג באיור 3B (מימין) (וידאו 5)</li>
</ol>7. הערכת הציר Feto-היפרדות
<ol><li>השתמש הסריקה דופלר צבע כדי להמחיש את. עורק הרחם ועץ כלי הדם feto-היפרדות באמצעות מתמר 45 מגה-הרץ (איור 4A).</li>
	<li>לזהות את כלי הטבור (שני העורקים, העורק אחד) קטע אינטרה-שפיר הטבור, רק אחרי החוט יוצא מהבטן בעובר.</li>
	<li>המקום פעמו גל דופלר מדגם אמצעי כדי להשיג את תבנית הזרימה בעורק הטבור (איור 4A).</li>
	<li>למדוד פרמטרים זרימת שיא כלי דם כולל זמן התאוצה (בזמן), הוצאה (ET), שיא מהירות זרימה סוף סיסטולה (' PkV ', ' s ') באמצעות גל פעמו רשומה סריקה דופלר (איור 4B).</li>
	<li>להשיג 5 ברציפות ואת ב כל כלי, בהיעדרו של תנועות העובר ותנועות הנשימה אימהית, כדי למדוד את מהירות השיא הממוצע עבור כל כלי.</li>
	<li>המשך העובר הבא.</li>
</ol>8. פוסט-הדמיה פיקוח על בעלי חיים
<ol><li>בטל את המיכל איזופלוריין לאחר השלמת תהליך ההדמיה.</li>
	<li>המשך ניטור טמפרטורת הגוף, קצב נשימה, קצב הלב במהלך שלב ההתאוששות.</li>
	<li>הסר את facemask ומערכת צינורות מחוברים ברגע שהסכר מתחיל ספונטאניות.</li>
	<li>לחזור לסכר הדיור המתאימים ולהמשיך תצפית על פי פרוטוקולים סטנדרטיים post-procedure מוסדיים.</li>
	<li>מסמך הזמן מלא חידוש פעילות רגילה.</li>
</ol>9. ביצוע דרישות ושיקולים טכניים
<ol><li>להגביל את זמן העיבוד עבור ~ 8 עוברים כ 1 ש כדי למנוע את ההשפעות השליליות של הרדמה ממושכת על סימנים חיוניים, פיסיולוגיים.</li>
	<li>להשלים את האימונים עם 8-10 עכברים בהריון כדי למטב את טכניקות זרימה של רכישת תבניות תמונה מעקב בתוך מסגרת זמן קצר.</li>
</ol>

<ol>
	<li>Touma, M., Reemtsen, B., Halnon, N., Alejos, J., Finn, J. P., Nelson, S. F., Wang, Y. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=A+Path+to+Implement+Precision+Child+Health+Cardiovascular+Medicine.">A Path to Implement Precision Child Health Cardiovascular Medicine.</a> Front Cardiovasc Med. 4, 36 (2017).</li><li>Triedman, J. K., Newburger, J. W. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Trends+in+Congenital+Heart+Disease.+The+Next+Decade.">Trends in Congenital Heart Disease. The Next Decade.</a> Circulation. 133, 2716-2733 (2016).</li><li>Gilboa, S. M., 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=Congenital+Heart+Defects+in+the+United+States+Estimating+the+Magnitude+of+the+Affected+Population+in+2010.">Congenital Heart Defects in the United States Estimating the Magnitude of the Affected Population in 2010.</a> Circulation. 134, 101-109 (2016).</li><li>Pruetz, J. D., 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=Outcomes+of+critical+congenital+heart+disease+requiring+emergent+neonatal+cardiac+intervention.">Outcomes of critical congenital heart disease requiring emergent neonatal cardiac intervention.</a> Prenat Diagn. 34, 1127-1132 (2014).</li><li>Peterson, C., 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=Mortality+among+Infants+with+Critical+Congenital+Heart+Disease:+How+Important+Is+Timely+Detection?.">Mortality among Infants with Critical Congenital Heart Disease: How Important Is Timely Detection?.</a> Birth Defects Res A Clin Mol Teratol. 97 (10), 664-672 (2013).</li><li>Atz, A. M., 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=Prenatal+Diagnosis+and+Risk+Factors+for+Preoperative+Death+in+Neonates+with+Single+Right+Ventricle+and+Systemic+Outflow+Obstruction:+Screening+Data+from+the+Pediatric+Heart+Network+Single+Ventricle+Reconstruction+Trial.">Prenatal Diagnosis and Risk Factors for Preoperative Death in Neonates with Single Right Ventricle and Systemic Outflow Obstruction: Screening Data from the Pediatric Heart Network Single Ventricle Reconstruction Trial.</a> J Thorac Cardiovasc Surg. 140 (6), 1245-1250 (2010).</li><li>Lalani, S. R., Belmont, J. W. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Genetic+Basis+of+Congenital+Cardiovascular+Malformations.">Genetic Basis of Congenital Cardiovascular Malformations.</a> Eur J Med Genet. 57 (8), 402-413 (2014).</li><li>Hanchard, N. A., Swaminathan, S., Bucasas, K., Furthner, D., Fernbach, S., Azamian, M. S., 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=A+genome-wide+association+study+of+congenital+cardiovascular+left-sided+lesions+shows+association+with+a+locus+on+chromosome+20.">A genome-wide association study of congenital cardiovascular left-sided lesions shows association with a locus on chromosome 20.</a> Hum Mol. 11, 2331-2341 (2016).</li><li>Arsenijevic, V., Davis-Dusenbery, B. N. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Reproducible,+Scalable+Fusion+Gene+Detection+from+RNA-Seq.">Reproducible, Scalable Fusion Gene Detection from RNA-Seq.</a> Methods Mol Biol. 1381, 223-237 (2016).</li><li>LaHaye, S., Corsmeier, D., Basu, M., Bowman, J. L., Fitzgerald-Butt, S., Zender, G., 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=Utilization+of+Whole+Exome+Sequencing+to+Identify+Causative+Mutations+in+Familial+Congenital+Heart+Disease.">Utilization of Whole Exome Sequencing to Identify Causative Mutations in Familial Congenital Heart Disease.</a> Circ Cardiovasc Genet. 9 (4), 320-329 (2016).</li><li>Zaidi, S., Choi, M., Wakimoto, H., Ma, L., Jiang, J., Overton, J. D., 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=De+novo+mutations+in+histone+modifying+genes+in+congenital+heart+disease.">De novo mutations in histone modifying genes in congenital heart disease.</a> Nature. 498 (7453), 220-223 (2016).</li><li>Leirgul, E., Brodwall, K., Greve, G., Vollset, S. E., Holmstrom, H., Tell, G. S., 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=Maternal+Diabetes,+Birth+Weight,+and+Neonatal+Risk+of+Congenital+Heart+Defects+in+Norway,+1994-2009.">Maternal Diabetes, Birth Weight, and Neonatal Risk of Congenital Heart Defects in Norway, 1994-2009.</a> Obstet Gynecol. 128 (5), 1116-1125 (2016).</li><li>Garry, D. J., Olson, E. N. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=A+Common+Progenitor+at+the+Heart+of+Development.">A Common Progenitor at the Heart of Development.</a> Cell. 127 (6), 1101-1104 (2006).</li><li>Postma, A. V., Bezzina, C. R., Christoffels, V. M. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Genetics+of+congenital+heart+disease:+the+contribution+of+the+noncoding+regulatory+genome.">Genetics of congenital heart disease: the contribution of the noncoding regulatory genome.</a> J Hum Genet. 61, 13-19 (2016).</li><li>Ganguly, A., Touma, M., Thamotharan, S., De Vivo, D. C., Devaskar, S. U. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Maternal+Calorie+Restriction+Causing+Uteroplacental+Insufficiency+Differentially+Affects+Mammalian+Placental+Glucose+and+Leucine+Transport+Molecular+Mechanisms.">Maternal Calorie Restriction Causing Uteroplacental Insufficiency Differentially Affects Mammalian Placental Glucose and Leucine Transport Molecular Mechanisms.</a> Endocrinology. Oct. 157 (10), 4041-4054 (2016).</li><li>Lluri, G., Huang, V., Touma, M., Liu, X., Harmon, A. W., Nakano, A. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Hematopoietic+progenitors+are+required+for+proper+development+of+coronary+vasculature.">Hematopoietic progenitors are required for proper development of coronary vasculature.</a> J Mol Cell Cardiol. 86, 199-207 (2015).</li><li>Bishop, K. C., Kuller, J. A., Boyd, B. K., Rhee, E. H., Miller, S., Barker, P. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Ultrasound+Examination+of+the+Fetal+Heart.">Ultrasound Examination of the Fetal Heart.</a> Obstet Gynecol Surv. 72 (1), 54-61 (2017).</li><li>He, H., Gan, J., Qi, H. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Assessing+extensive+cardiac+echography+examination+for+detecting+foetal+congenital+heart+defects+during+early+and+late+gestation:+a+systematic+review+and+meta-analysis.">Assessing extensive cardiac echography examination for detecting foetal congenital heart defects during early and late gestation: a systematic review and meta-analysis.</a> Acta Cardiol. 71 (6), 699-708 (2016).</li><li>Hobbs, C. A., Cleves, M. A., Karim, M. A., Zhao, W., MacLeod, S. L. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Maternal+Folate-Related+Gene+Environment+Interactions+and+Congenital+Heart+Defects.">Maternal Folate-Related Gene Environment Interactions and Congenital Heart Defects.</a> Obstet Gynecol. 116 (2 Pt 1), 316-322 (2016).</li><li>Gabbay-Benziv, R., 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=A+step-wise+approach+for+analysis+of+the+mouse+embryonic+heart+using+17.6+Tesla+MRI.">A step-wise approach for analysis of the mouse embryonic heart using 17.6 Tesla MRI.</a> Magn Reson Imaging. 35, 46-53 (2017).</li><li>Kim, G. H. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Murine+fetal+echocardiography.">Murine fetal echocardiography.</a> J Vis Exp. (72), e4416 (2013).</li><li>Zhou, Y. Q., Cahill, L. S., Wong, M. D., Seed, M., Macgowan, C. K., Sled, J. G. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Assessment+of+flow+distribution+in+the+mouse+fetal+circulation+at+late+gestation+by+high-frequency+Doppler+ultrasound.">Assessment of flow distribution in the mouse fetal circulation at late gestation by high-frequency Doppler ultrasound.</a> Physiol Genomics. 46 (16), 602-614 (2014).</li><li>Greco, A., Coda, A. R., Albanese, S., Ragucci, M., Liuzzi, R., Auletta, L., Gargiulo, S., Lamagna, F., Salvatore, M., Mancini, M. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=High-Frequency+Ultrasound+for+the+Study+of+Early+Mouse+Embryonic+Cardiovascular+System.">High-Frequency Ultrasound for the Study of Early Mouse Embryonic Cardiovascular System.</a> Reprod Sci. 22 (12), 1649-1655 (2015).</li><li>Deneke, T., Lawo, T., von Dryander, S., Grewe, P. H., Germing, A., Gorr, E., Hubben, P., Mugge, A., Shin, D. I., Lemke, B. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Non-invasive+determination+of+the+optimized+atrioventricular+delay+in+patients+with+implanted+biventricular+pacing+devices.">Non-invasive determination of the optimized atrioventricular delay in patients with implanted biventricular pacing devices.</a> Indian Pacing Electrophysiol J. 10 (2), 73-85 (2010).</li><li>Kono, M., Kisanuki, A., Ueya, N., Kubota, K., Kuwahara, E., Takasaki, K., Yuasa, T., Mizukami, N., Miyata, M., Tei, C. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Left+ventricular+global+systolic+dysfunction+has+a+significant+role+in+the+development+of+diastolic+heart+failure+in+patients+with+systemic+hypertension.">Left ventricular global systolic dysfunction has a significant role in the development of diastolic heart failure in patients with systemic hypertension.</a> Hypertens Res. 33 (11), 1167-1173 (2010).</li></ol>

אין ניגוד אינטרסים הכריז.

Malformations לב וכלי דם ומחלות מושפעים באופן משמעותי על ידי גורמים גנטיים, גורמים סביבתיים19. בעבר הראו השפעה משמעותית של הגבלה קלורית אימהית, יזמה במהלך השליש השני, על זרימת הדם feto-היפרדות ועל תפקוד הלב העוברי9.
היפוקסיה טרום לידתי הוא גורם מתח נוסף נפוץ ...

מומים מולדים של הלב הם הטרוגנית פגמים מבניים המתרחשים במהלך התפתחות הלב מוקדמת. ההתקדמות הטכנית הנוכחי של הליכים תפעוליים הובילו לשיפור משמעותי שיעורי ההישרדות של תינוקות עם CHDs1,2. איכות חיים זאת, לעתים קרובות משני פרוץ אשפוז ממושך והצרכים עבור יזם את תיקון כירורגי הליכים1,2,3,4,5. זיהוי טרום לידתי המנגנונים המולקולריים שבבסיס של CHDs חיוני כדי לתכנן התערבויות מוקדם, כדי לבצע אסטרטגיות מניעה חדשות, וכדי לשפר את תוצאות לכל החיים6,7.
למרות היו מעורבים מספר גורמים גנטיים וסביבתיים CHDs פתוגנזה, הקמה של סיבתיות נשאר צורך לשפר את האבחון, טיפולית ואסטרטגיות מניעה1,8,9 ,10,11,12. יתר על כן, לבחון את התפקידים של גורמי הלחץ בתוך הרחם מכפילי epigenetic פתיחת מקומות חדשים בעתיד חקירות11,12. בעשור האחרון אכן חוותה ההתקדמות המהירה בטכנולוגיית הדור הבא רצפי כולל microarray פולימורפיזם (הסנ פ) נוקלאוטיד יחיד, exome כל רצף הגנום כולו מתילציה מחקרים, ניצול שלהם ללמוד את גנטי גורם למחלות בבני אדם מורכבים, כולל CHDs1,8,9,10,11 סולל את הדרך לזיהוי מוטציות הרומן והן גרסאות גנטי טרם אושרו לבדוק שלהם פתוגניות במודלים של בעלי חיים מתאימים.
בין המערכות מודל המחלה שונה, העכבר הוא המודל בעלי חיים של בחירה, לא רק על חקירת מנגנוני CHDs במהלך המוקדמות cardiogenesis13,14,15,16, אלא גם להבהיר השפעתם על התבגרות קאמרית הלב ותפקוד -בסוף ההיריון ב גורמים לנשים בהריון ולאחר הלידה. לפיכך, ביצוע ויוו פנוטיפי אפיון לב מוטציה העכבר עוברית, בשלבים גם מוקדמת וגם מאוחרת של פיתוח, חיוני להבין את התפקיד של וריאציות גנטיות אלה גורמים סביבתיים על פיתוח לב, ו ההשפעה הפוטנציאלית העתידית על תהליכי התבגרות מסוימת קאמרית בעכברים.
גילוי מוקדם, אבחון מדויק של מומי לב במהלך הפיתוח היא קריטית עבור התערבותית התכנון17,18. להיות בטוחה, פשוטה, נייד, הדיר, sonography העובר אכן הפך הסטנדרט הדמיה טכניקה להערכת לב במרפאה. הערכת זרימת הדם העוברי באמצעות אולטרסאונד דופלר כבר בשימוש נרחב באימון קליניים לא רק על הגילוי של מומי לב, אלא גם כדי לזהות חריגות בכלי הדם, אי ספיקה השליה, פיגור גדילה תוך רחמי, וכדי להעריך העובר well-being, בתגובה בתוך הרחם עלבונות כולל hypoxemia, מחלה אימהית של תרופות רעילות17,18. במקביל לערכו בהערכת האנושי מולדים ומחלות, אולטרסאונד הערכת של עוברי עכברים צברה השירות גדל והולך הגדרות ניסיוני19,20,21,22, 23. בפרט, אולטרסאונד לב העובר (אקוקרדיוגרפיה) מאפשר רציפים ויוו ויזואליזציה של הלב המתפתח. מחקרים ניסויים רבים השתמשו בטכנולוגיית אולטראסאונד-הדמיה להתבונן העוברית לב וכלי דם ב העכברים הטרנסגניים בעובר. אולטרסאונד דופלר כבר שימושי במיוחד התירי את הפרמטרים הקשורים pathophysiological, כגון דפוסי זרימת מחזור הדם העוברי תחת אתגרים פיזיולוגיים או מחלת תנאים10,19. בני אדם והן חיות, אספקת דם חריג זרימה או חמצן לעובר יכול לנבוע לתנאים שונים יכול לשבש את הסביבה העובר בתוך הרחם , להשפיע על fetoplacental הציר, לרבות ליקויים היפרדות, היפוקסיה אימהי, סוכרת הריונית, כיווץ כלי דם הם המושרה15,22. לפיכך, הקמת מתוקננת מספקת שיטות לביצוע אולטרסאונד דופלר על עכברים עוברית מאוד אטיל מחקרים עתידיים של CHDs על ידי הקלת הפיקוח תבניות זרימה ובמדד והמודינמיקה מפתח של מעגלים לב וכלי דם במהלך בשלבים שונים של פיתוח לב במודלים של העכבר גנטי.
אולטרסאונד בתדירות גבוהה התפתחה כלי רב עוצמה כדי למדוד את הפרמטרים התפתחותית ופיזיולוגיים של מערכת הלב וכלי הדם מחלות אנושיות18ובדגמי העכבר. טכנולוגיה זו היה מעודן יותר בשנים האחרונות. ואנו חוקרים אחרים הראו את הכדאיות של מערכת זו עבור מחקרים אולטרסאונד בתדירות גבוהה במיוחד על העכבר עוברית לב15,19,20,21,22 ,23. המערכת מצוידת מיפוי זרימת דופלר צבע ו מתמרים ליניארי מערך לייצר תמונות דו-ממדיות, דינמי במחירים מסגרת בתדירות גבוהה (30-50 מגה-הרץ). יתרונות אלו, לעומת מערכות אולטרסאונד בתדר נמוך של הדור הקודם של אולטרסאונד בתדירות גבוהה21,22, לספק את הצורך רגישות והרזולוציה עבור הערכה מעמיק של העובר הדם מערכת, כולל אפיון מקיף של הלב מבנים, הפונקציה קאמרית מדדי תזרים של עוברי עכברים בהגדרות ניסיוני. במסמך זה, אנחנו חלוקה לרמות שיטות לביצוע הערכה מהירה של מחזור feto-היפרדות בזמן יום עובריים E18.5 ויוו והשאלה ריאות באמצעות מערכת בתדירות גבוהה. בחרנו מתמר 30/45 מגה-הרץ מספק פתרון צירית כ-60 מיקרומטר ופתרון לרוחב של מיקרומטר 150. עם זאת, ניתן לבחור מתמר בתדר גבוה (40/50 מגה-הרץ) לנתח שלבים התפתחותיים קודם לכן על-ידי ביצוע מתודולוגי בגישה דומה. M-למצב שנבחר מאפשר את הפריט החזותי של רקמות בתנועה ברמות רזולוציה טמפורלית גבוהה (מסגרות לשנייה 1,000). לבסוף, נדגים את הכדאיות של אולטראסאונד גבוהה עבור נתונים היסטוריים אפיון פנוטיפי מקיפה של מצב והמודינמיקה לב וכלי דם העובר ותפקוד בעכברים בנקודת ההתחלה, בתגובה ללחץ היפוקסיה טרום לידתי.

<table><tbody><tr><td>Vevo 2100</td><td>VisualSonics, Toronto, Ontario, Canada</td><td>N/A</td><td>High Freequency Ultrasound Biomicroscopy. The set up is available in animal physiology core facility, division of molecular medicine, UCLA. USA</td></tr><tr><td>inbred mice (c57/BL6)</td><td>Charles River Laboratories</td><td>N/A</td><td>Inbread wild type mouse strain</td></tr></tbody></table>

fetal mouse cardiovascular imaging using a high-frequency ultrasound (30/45mhz) system

מומי לב מולדים (CHDs) הן הגורם השכיח ביותר בילדות התחלואה והתמותה מוקדם. זיהוי טרום לידתי המנגנונים המולקולריים שבבסיס של CHDs חיונית להמציא אסטרטגיות חדשות מניעתיים וטיפוליים. העכבר המוטציות הן כלים רבי-עוצמה כדי לגלות מנגנונים חדשים מכפילי עקה לנהוג לב פיתוח ושינוי הפוטנציאליים שלהם ב CHDs. נעשו מאמצים להקים את סיבתיות של אלה תורמים בשם מוגבלת ללימודים היסטולוגית ומולקולרית בניסויים על בעלי חיים ההישרדות, בפיקוח אילו הפרמטרים המפתח פיזיולוגי ו והמודינמיקה זאת, לעתים קרובות נעדר. טכנולוגיית הדמיה חיה הפך להיות כלי חיוני להקים האטיולוגיה של CHDs. בפרט, אולטראסאונד הדמיה ניתן להשתמש prenatally מבלי לחשוף בניתוח, העוברים, ומאפשר שמירה על הפיזיולוגיה הבסיסית שלהם תוך מעקב אחר השפעת עקה על ההיבטים והמודינמיקה ומבניים של חדר הלב פיתוח. במסמך זה, אנו משתמשים במערכת סאונד בתדירות גבוהה (30/45) לבחון את מערכת הלב וכלי הדם בעכברים העובר בזמן E18.5 בתוך הרחם על הבסיס, בתגובה לחשיפה היפוקסיה טרום לידתי. נדגים את הכדאיות של המערכת כדי למדוד את גודל הלב קאמרית, מורפולוגיה, תפקוד, קצב דפיקות הלב, ואת מדדי הזרימה בעורק הטבור, והשינויים שלהם בעכברים העובר חשוף היפוקסיה כרונית מערכתית בתוך הרחם אמת הגיע הזמן.

ניתוחים סטטיסטיים של הלב ומדד והמודינמיקה בוצעו במצב לא מקוון. האמצעי של 5 מדידות רצופות בתמונות אופטימלית 3 חושבו. הנתונים שבאו לידי ביטוי אומר הסטודנט ב- SEM. ± t-מבחן שימש להסיק השוואות בין קבוצות. ערך P של ≤0.05 נחשב משמעותי סטטיסטית.
<p class="jove_content" fo:keep-together.within-pag...

Watch this Scientific Journal Video about Fetal Mouse Cardiovascular Imaging Using a High-frequency Ultrasound 30/45MHZ System at JoVE.com

הדמיה קרדיווסקולרית של עכבר עוברי באמצעות מערכת אולטרסאונד בתדר גבוה 30/45MHZ | ביולוגיה התפתחותית | וִידֵאוֹ

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

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

אולטראסאונד בתדירות גבוהה הדמיה של העכבר עוברית השתפרה דימות ברזולוציה, יכול לספק אפיון פולשני מדויק של התפתחות הלב, פגמים מבניים. פרוטוקול המתוארים במסמך זה מיועדת לביצוע בזמן אמת עוברי עכברים אקוקרדיוגרפיה ויוו.

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

fetal-mouse-cardiovascular-imaging-using-high-frequency-ultrasound

Research

Education

JoVE Journal

JoVE Core

Biology

Developmental Biology

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

Human Biology

Circulatory and Pulmonary Systems

SCIENTISTS IN ACTION

11.5K Views.  University of California, Los Angeles. אולטראסאונד בתדירות גבוהה הדמיה של העכבר עוברית השתפרה דימות ברזולוציה, יכול לספק אפיון פולשני מדויק של התפתחות הלב, פגמים מבניים. פרוטוקול המתוארים במסמך זה מיועדת לביצוע בזמן אמת עוברי עכברים אקוקרדיוגרפיה ויוו.

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

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  ...

Medicine

Contrast Imaging in Mouse Embryos Using High-frequency Ultrasound

Ultrasound contrast-enhanced imaging can convey essential quantitative information regarding tissue vascularity and perfusion and, in targeted applications, facilitate the detection and measure of vascular biomarkers at the molecular level. Within the mouse embryo, this noninvasive technique may be used to uncover basic mechanisms underlying vascular development in the early mouse circulatory system and in genetic models of cardiovascular disease. The mouse embryo also presents as an excellent model for studying the adhesion of microbubbles to angiogenic targets (including vascular endothelial growth factor receptor 2 (VEGFR2) or &#945;v&#946;3) and for assessing the quantitative nature of molecular ultrasound. We therefore developed a method to introduce ultrasound contrast agents into the vasculature of living, isolated embryos. This allows freedom in terms of injection control and positioning, reproducibility of the imaging plane without obstruction and motion, and simplified image analysis and quantification. Late gestational stage (embryonic day (E)16.6 and E17.5) murine embryos were isolated from the uterus, gently exteriorized from the yolk sac and microbubble contrast agents were injected into veins accessible on the chorionic surface of the placental disc. Nonlinear contrast ultrasound imaging was then employed to collect a number of basic perfusion parameters (peak enhancement, wash-in rate and time to peak) and quantify targeted microbubble binding in an endoglin mouse model. We show the successful circulation of microbubbles within living embryos and the utility of this approach in characterizing embryonic vasculature and microbubble behavior.

Here, we present a protocol to inject ultrasound microbubble contrast agents into living, isolated late-gestation stage murine embryos. This method enables the study of perfusion parameters and of vascular molecular markers within the embryo using contrast-enhanced high-frequency ultrasound imaging.

הדמיה ניגודיות בעכבר עוברים באמצעות תדר גבוהים אולטראסאונד

Ultrasound contrast-enhanced imaging can convey essential quantitative information regarding tissue vascularity and perfusion and, in targeted ...

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 ...

A Novel Use of Three-dimensional High-frequency Ultrasonography for Early Pregnancy Characterization in the Mouse

High-frequency ultrasonography (HFUS) is a common method to non-invasively monitor the real-time development of the human fetus in utero. The mouse is routinely used as an in vivo model to study embryo implantation and pregnancy progression. Unfortunately, such murine studies require pregnancy interruption to enable follow-up phenotypic analysis. To address this issue, we used three-dimensional (3-D) reconstruction of HFUS imaging data for early detection and characterization of murine embryo implantation sites and their individual developmental progression in utero. Combining HFUS imaging with 3-D reconstruction and modeling, we were able to accurately quantify embryo implantation site number as well as monitor developmental progression in pregnant C57BL6J/129S mice from 5.5 days post coitus (d.p.c.) through to 9.5 d.p.c. with the use of a transducer. Measurements included: number, location, and volume of implantation sites as well as inter-implantation site spacing; embryo viability was assessed by cardiac activity monitoring. In the immediate post-implantation period (5.5 to 8.5 d.p.c.), 3-D reconstruction of the gravid uterus in both mesh and solid overlay format enabled visual representation of the developing pregnancies within each uterine horn. As genetically engineered mice continue to be used to characterize female reproductive phenotypes derived from uterine dysfunction, this method offers a new approach to detect, quantify, and characterize early implantation events in vivo. This novel use of 3-D HFUS imaging demonstrates the ability to successfully detect, visualize, and characterize embryo-implantation sites during early murine pregnancy in a non-invasive manner. The technology offers a significant improvement over current methods, which rely on the interruption of pregnancies for gross tissue and histopathologic characterization. Here we use a video and text format to describe how to successfully perform ultrasounds of early murine pregnancy to generate reliable and reproducible data with reconstruction of the uterine form in mesh and solid 3-D images.

Mice are widely used to study gestational biology. However, pregnancy termination is required for such studies which precludes longitudinal investigations and necessitates the use of large numbers of animals. Therefore, we describe a non-invasive technique of high-frequency ultrasonography for early detection and monitoring of post-implantation events in the pregnant mouse.

שימוש הרומן של בדיקת אולטרה סאונד בתדירות גבוהה תלת מימדי אפיון בתחילת ההריון העכבר

High-frequency ultrasonography (HFUS) is a common method to non-invasively monitor the real-time development of the human fetus in utero. The mouse is ...

Fetal Echocardiography and Pulsed-wave Doppler Ultrasound in a Rabbit Model of Intrauterine Growth Restriction

Fetal intrauterine growth restriction (IUGR) results in abnormal cardiac function that is apparent antenatally due to advances in fetoplacental Doppler ultrasound and fetal echocardiography. Increasingly, these imaging modalities are being employed clinically to examine cardiac function and assess wellbeing in utero, thereby guiding timing of birth decisions. Here, we used a rabbit model of IUGR that allows analysis of cardiac function in a clinically relevant way. Using isoflurane induced anesthesia, IUGR is surgically created at gestational age day 25 by performing a laparotomy, exposing the bicornuate uterus and then ligating 40-50% of uteroplacental vessels supplying each gestational sac in a single uterine horn. The other horn in the rabbit bicornuate uterus serves as internal control fetuses. Then, after recovery at gestational age day 30 (full term), the same rabbit undergoes examination of fetal cardiac function. Anesthesia is induced with ketamine and xylazine intramuscularly, then maintained by a continuous intravenous infusion of ketamine and xylazine to minimize iatrogenic effects on fetal cardiac function. A repeat laparotomy is performed to expose each gestational sac and a microultrasound examination (VisualSonics VEVO 2100) of fetal cardiac function is performed. Placental insufficiency is evident by a raised pulsatility index or an absent or reversed end diastolic flow of the umbilical artery Doppler waveform. The ductus venosus and middle cerebral artery Doppler is then examined. Fetal echocardiography is performed by recording B mode, M mode and flow velocity waveforms in lateral and apical views. Offline calculations determine standard M-mode cardiac variables, tricuspid and mitral annular plane systolic excursion, speckle tracking and strain analysis, modified myocardial performance index and vascular flow velocity waveforms of interest. This small animal model of IUGR therefore affords examination of in utero cardiac function that is consistent with current clinical practice and is therefore useful in a translational research setting.

We describe examination of fetal cardiac function with contemporary functional fetal echocardiography and fetoplacental Doppler ultrasound using the VisualSonics VEVO 2100 microultrasound in a surgically induced model of intrauterine fetal growth restriction in a rabbit.

אקו העוברי ואולטראסאונד דופלר פעמו גל בדגם ארנב של הגבלת גדילה תוך רחמית

Fetal intrauterine growth restriction (IUGR) results in abnormal cardiac function that is apparent antenatally due to advances in fetoplacental Doppler ...

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

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 and injury regional estimates, World Health Organization, 2004). Surgeries that often compromise the quality of life are required to correct heart defects, reminding us of the importance of finding the causes of CHD. Mutant mouse models and live imaging technology have become essential tools to study the etiology of this disease. Although advanced methods allow live imaging of abnormal hearts in embryos, the physiological and hemodynamic states of the latter are often compromised due to surgical and/or lengthy procedures. Noninvasive ultrasound imaging, however, can be used without surgically exposing the embryos, thereby maintaining their physiology. Herein, we use simple M-mode ultrasound to assess heart rates of embryos at E18.5 in utero. The detection of abnormal heart rates is indeed a good indicator of dysfunction of the heart and thus constitutes a first step in the identification of developmental defects that may lead to heart failure.

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

Ultra-high frequency ultrasound is a powerful live imaging tool to examine cardiac abnormalities in small animals. Its noninvasiveness allows maintaining the physiologic state of embryos. Herein, we show the use of M-mode ultrasound to measure the heart rates of embryos at E18.5 in utero.

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 ...

High Frequency Ultrasound for the Analysis of Fetal and Placental Development In Vivo

Ultrasound imaging is a widespread method used to detect organ anomalies and tumors in human and animal tissues. The method is non-invasive, harmless, and painless, and the application is easy, fast, and can be done anywhere, even with mobile devices. During pregnancy, ultrasound imaging is standardly used to closely monitor fetal development. The technique is important to assess intrauterine growth restriction (IUGR), a pregnancy complication with short- and long-term health consequences for both the mother and fetus. Understanding the process of IUGR is indispensable for developing effective therapeutic strategies. 
The ultrasound system used in this manuscript is an ultrasound device produced for the analysis of small animals and can be used in various research fields, including pregnancy research. Here we describe the usage of the system for in vivo analysis of fetuses from natural killer (NK) cell/mast cell (MC)-deficient mothers that give birth to growth-restricted pups. The protocol includes preparation of the system, handling of the mice before and during measurements, and the usage of the B-mode, color doppler mode, and pulse-wave doppler mode. Fetal size, placental size, and blood supply to the fetus were analyzed. We found reduced implantation sizes and smaller placentas in NK/MC-deficient mice from mid-gestation onwards. In addition, MC/NK-deficiency was associated with absent and reversed end diastolic flow in the fetal Arteria umbilicalis(UmA) and an elevated resistance index. The methods described in the protocol can easily be used for related and non-related research topics.

High Frequency Ultrasound for the Analysis of Fetal and Placental Development In Vivo

Here we describe the technique of high frequency ultrasound for in vivo analysis of fetuses in mice. This method allows the follow-up of fetuses and the analysis of placental parameters as well as maternal and fetal blood flow throughout pregnancy.

אולטרסאונד בתדירות גבוהה לניתוח של התפתחות עוברית היפרדות In Vivo

Ultrasound imaging is a widespread method used to detect organ anomalies and tumors in human and animal tissues. The method is non-invasive, harmless, and ...

Is My Mouse Pregnant? High-Frequency Ultrasound Assessment

The mouse is the mammalian animal model of choice for many human diseases and biological processes. Developmental biology often requires staged-pregnant mice to determine evolving processes at various timepoints. Moreover, optimal and efficient breeding of model mice requires an assessment of timed pregnancies. Most commonly, mice are mated overnight, and the presence of a vaginal plug is determined; however, the positive predictive value of this technique is suboptimal, and one needs to wait to know if the mouse is truly pregnant. High-resolution ultrasound biomicroscopy is an effective and efficient tool for imaging: 1) Whether a mouse is pregnant; 2) What gestational stage the mouse has reached; and 3) Whether there are intrauterine losses. In addition to the embryos and fetuses, the investigator must also recognize common artifacts in the abdominal cavity so as not to mistake these for a gravid uterus. This article provides a protocol for imaging along with illustrative examples.

High-resolution ultrasound can help streamline experiments requiring timed-pregnant mice by determining the state of pregnancy, gestational age, and pregnancy losses. Presented here is a protocol to illustrate methods to assess mouse pregnancies as well as potential pitfalls (image artifacts) that may mimic pregnancy.

העכבר שלי בהריון? הערכת אולטראסאונד בתדר גבוה

The mouse is the mammalian animal model of choice for many human diseases and biological processes. Developmental biology often requires staged-pregnant ...

Ultrafast Doppler Ultrasound for Hepatic Microvasculature Analysis in Mice

Imaging and Quantification of the Hepatic Vasculature of Mice Using Ultrafast Doppler Ultrasound

Non-invasive in vivo imaging of the vasculature is a powerful tool for studying disease mechanisms in rodents. To achieve high sensitivity imaging of the microvasculature using Doppler ultrasound methods, imaging modalities employing the concept of ultrafast imaging are preferred. By increasing the frame rate of the ultrasound scanner to thousands of frames per second, it becomes possible to improve the sensitivity of the blood flow down to 2 mm/s and to obtain functional information about the microcirculation in comparison to a sensitivity of around 1 cm/s in conventional Doppler modes. While Ultrafast Doppler ultrasound (UFUS) imaging has become adopted in neuroscience, where it can capture brain activity through neurovascular coupling, it presents greater challenges when imaging the vasculature of abdominal organs due to larger motions linked to breathing. The liver, positioned anatomically under the diaphragm, is particularly susceptible to out-of-plane movement and oscillating respiratory motion. These artifacts not only adversely affect Doppler imaging but also complicate the anatomical analysis of vascular structures and the computation of vascular parameters. Here, we present a qualitative and quantitative imaging analysis of the hepatic vasculature in mice by UFUS. We identify major anatomical vascular structures and provide graphical illustrations of the hepatic macroscopical anatomy, comparing it to an in-depth anatomical assessment of the hepatic vasculature based on Doppler readouts. Additionally, we have developed a quantification protocol for robust measurements of hepatic blood volume of the microvasculature over time. To contemplate further research, qualitative vascular analysis provides a comprehensive overview and suggests a standardized terminology for researchers working with mouse models of liver disease. Furthermore, it offers the opportunity to apply ultrasound as a non-invasive complementary method to inspect hepatic vascular defects in vivo and measure functional microvascular alterations deep within the organ before unraveling blood vessel anomalies at the micron scale levels using ex vivo staining on tissue sections.

Ultrafast Doppler ultrasound (UFUS) with high spatial resolution (100 &#956;m) and sensitivity represents a suitable noninvasive imaging modality for obtaining a comprehensive qualitative overview of the hepatic vasculature. UFUS also facilitates quantitative measurements of the microvasculature, aiming to enhance our understanding of vascular disease mechanisms.

Non-invasive in vivo imaging of the vasculature is a powerful tool for studying disease mechanisms in rodents. To achieve high sensitivity imaging of the ...

High-frequency Ultrasound Imaging of the Abdominal Aorta

Source: Amelia R. Adelsperger, Evan H. Phillips, and <a href="https://jove.unicartagenaproxy.elogim.com/author/Craig+J._Goergen">Craig J. Goergen</a>, Weldon School of Biomedical Engineering, Purdue University, West Lafayette, Indiana
High-frequency ultrasound systems are used to acquire high resolution images. Here, the use of a state-of-the-art system will be demonstrated to image the morphology and hemodynamics of small pulsatile arteries and veins found in mice and rats. Ultrasound is a relatively inexpensive, portable, and versatile method for the noninvasive assessment of vessels in humans as well as large and small animals. These are several key advantages that ultraound offers compared to other techniques, such as computed tomography (CT), magnetic resonance imaging (MRI), and near-infrared fluorescence tomography (NIRF). CT requires ionizing radiation and MRI can be prohibitively expensive and even impractical in some scenarios. NIRF, on the other hand, is limited by the penetration depth of light required to excite the fluorescent contrast agents.
Ultrasound has limitations in terms of imaging depth; however, this may be overcome by sacrificing resolution and using a lower frequency transducer. Abdominal gas and excess body weight can severely diminish image quality. In the first case, the propagation of sound waves is limited, while in the latter case, they are attenuated by overlying tissues, such as fat and connective tissue. As a result, no contrast or faint contrast may be observed. Finally, ultrasound is a highly user-dependent technique, requiring the sonographer to be familiar with anatomy and to be able to work around issues, such as the appearance of imaging artifacts or acoustic interference.

High-frequency Ultrasound Imaging and Image Acquisition

הדמיית אולטרסאונד בתדר גבוה של אב העורקים בבטן

Source: Amelia R. Adelsperger, Evan H. Phillips, and Craig J. Goergen, Weldon School of Biomedical Engineering, Purdue University, West Lafayette, 
...