2022年4月7日
本方案描述了对出生7天的新生小鼠进行左心室形态、功能及冠状动脉血流的超声心动图评估方法。
该方案可用于研究基因改变或药物干预对出生后早期心脏功能和冠状动脉血流的影响。该技术的主要优势在于能够早期识别心肌病,并对不同小鼠模型的左心室血流动力学和冠状动脉血流参数进行纵向随访研究。在新生小鼠中进行超声心动图研究在技术上具有挑战性。
本方案旨在研究新生小鼠心血管疾病的早期发病机制,从而帮助研究人员设计适当的治疗措施。首先将心电图导电凝胶置于已预热的平台电极垫上。在电极垫上方放置铝箔条以扩展电极范围,并用胶带固定。
随后,将心电图导电胶置于铝条上方。确保铝箔条下方的凝胶在操作过程中不会干燥。若出现干燥情况,需添加更多凝胶以维持导电性。
将麻醉后的小鼠仰卧位放置在成像平台上,并用剪裁好的手套手指部分固定住小鼠的鼻子。将四肢放在铝箔电极垫上,并用胶带固定。确保电路连接完整,并确认心电图正在记录中。
使用两个纱布卷固定超声耦合剂。在幼鼠上半身涂抹一层预热的厚层超声耦合剂。使用加热灯维持幼鼠的正常体温。
使用配备线性阵列换能器的超声心动图仪器,按照成年小鼠超声心动图操作规程,以40兆赫兹进行B型超声成像,以32兆赫兹进行多普勒成像。将换能器置于支架上,使标记朝向幼鼠右肩。降低换能器直至接触凝胶,并在B型模式下观察左心室流出道。
进行超声心动图图像采集时,放置超声探头应避免对幼鼠胸腔施加过大压力。获取左心室、左心室流出道及左心房的胸骨旁长轴切面图像。在主动脉瓣叶水平使用M型超声,于N期收缩相测量左心房的最大直径。
按下 Cine Store 按钮以记录数据。将探头从胸骨旁长轴切面顺时针旋转约 90 度,获得胸骨旁短轴切面。采集左心室的胸骨旁短轴切面图像,用于测量心腔大小、室壁厚度、主动脉血流及肺动脉血流。
将探头置于乳头肌水平,使用M型超声测量收缩期和舒张期的左心室内径及室壁厚度。按下Cine Store按钮记录数据。将探头向心脏基底部移动,使用彩色多普勒显示肺动脉。
按下脉冲波多普勒以定量测量肺动脉峰值流速、肺动脉血流轮廓、肺动脉射血时间及肺动脉加速时间。通过按下动态存储按钮记录数据。将探头进一步向基底部移动,并使用彩色多普勒观察主动脉血流。
使用脉冲波多普勒观察血流并测量主动脉射血时间。按下电影存储按钮记录数据。为获取心尖四腔切面,将平台置于头低脚高位,向左倾斜,并调整探头以显示四个心腔。
使用彩色多普勒观察血流,用脉冲波多普勒在四腔心切面中记录二尖瓣口中心处二尖瓣瓣叶尖端的二尖瓣血流。按下Cine Store按钮以储存数据。在四腔心切面中,将组织多普勒应用于二尖瓣环的室间隔侧,测量舒张早期充盈和舒张晚期充盈时心肌舒张峰值速度,以及收缩期心肌收缩峰值速度。
通过按下 Cine Store 按钮记录数据。采用改良的胸骨旁长轴切面,将探头向侧方移动,以观察左前降支冠状动脉。
移动探头,使用彩色多普勒显示起源于主动脉的左主冠状动脉。识别起源于左主冠状动脉并走行于左心室前壁与右心室流出道之间的左前降支动脉。在此位置,按下脉冲波多普勒以测量左前降支冠状动脉的血流。
按下 Cine Store 按钮以记录数据。将异氟烷浓度增加至 2.5%,并等待五分钟以达到最大血流。按下 Cine Store 按钮记录数据。
在胸骨旁长轴切面中,采用M型超声测量左心房直径。胸骨旁短轴切面用于测量左心室腔径、室壁厚度、肺动脉血流及主动脉血流。心尖四腔切面用于检测二尖瓣口血流速度,以及二尖瓣环处心肌的舒张与收缩速度。
采用改良的胸骨旁长轴切面来检测左前降支冠状动脉的血流参数。在异氟烷浓度升高5分钟后,冠状动脉峰值血流速度、平均血流速度以及速度-时间积分的增加,证实了新生小鼠对充血刺激的预期反应。由于仔鼠体型较小,维持其正常体温至关重要,同时需将铝箔条连接至其四肢,以接触电极垫并形成心电图回路。
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本方案描述了对7日龄新生小鼠左心室形态、功能及冠状动脉血流的超声心动图评估方法。该方案旨在研究心血管疾病的早期发生,使研究人员能够设计相应的治疗措施。
在新生小鼠中进行早期超声心动图评估,能够在明显疾病出现之前检测到心脏结构和功能的变化,从而提高心血管靶点验证的预测可信度。本方案通过在出生后最早期实现对左心室和冠状动脉血流参数的纵向、无创性评估,解决了临床前心血管研究中的一个关键空白。该方法增强了心血管药物研发项目在转化连续性方面的可靠性,并有助于降低研发风险。
该超声心动图方案可融入从发现到临床前研究的连续流程,能够在新生儿心血管模型中实现早期假设验证和机制性风险排除。