Murine fetale Echokardiographie

Das übergeordnete Ziel des folgenden Experiments besteht darin, die Herstruktur und -funktion in utero mithilfe der hochfrequenten Ultraschalluntersuchung zu untersuchen. Dies wird erreicht, indem die Muttertier angemessen sediert und vorbereitet wird. Als zweiter Schritt werden die Feten anhand der Uterushörner identifiziert.

Als Nächstes werden B-Bild-, M-Bild- und Puls-Stopper-Daten gewonnen. Um strukturelle oder funktionelle Auffälligkeiten zu identifizieren und zu quantifizieren, werden Ergebnisse erzielt, die die in vivo Herzstruktur und -funktion von fötalen Mäusen mit genetischen Veränderungen darstellen. Der Hauptvorteil dieser Technik gegenüber etablierten Methoden wie der Histopathologie liegt darin, dass die fetale Echokardiographie einen Echtzeiteinblick in die Herzfunktion ermöglicht und strukturelle Herzfehler in vivo identifizieren kann.

Bereiten Sie die Maus für die Bildgebung vor, indem Sie sie zunächst mit zwei bis 3 % Isofluran in einer Induktionskammer anästhesieren. Legen Sie die anästhesierte Maus in Rückenlage auf eine Heizplatte mit eingebetteten EKG-Elektroden, um die Körpertemperatur aufrechtzuerhalten, und sichern Sie die Pfoten mit Klebeband. Nehmen Sie die Maus aus der Kammer und verwenden Sie Haarschneider, um das Fell vom mittleren Brustbereich bis zu den Hintergliedmaßen abzurasieren.

Entfernen Sie die restlichen Körperhaare mit einer Enthaarungscreme. Danach wird der Rüssel in eine Nasenkappe eingesetzt, die mit dem Anästhesiesystem verbunden ist, um während des gesamten Verfahrens eine gleichmäßige Sedierungstiefe aufrechtzuerhalten. Stellen Sie die Anästhesietiefe so ein, dass eine Zielherzfrequenz von 450 ± 50 Schlägen pro Minute erreicht wird.

Tragen Sie dann Elektroden-Gel auf die vier Pfoten auf und befestigen Sie diese mit Klebeband an den EKG-Elektroden. Anschließend befeuchten und vorsichtig einen rektalen Sensor in die Maus einführen, um die Körpertemperatur über die Heizplatte zu überwachen. Halten Sie die Körpertemperatur bei 37 Grad Celsius, plus oder minus 0,5 Grad, konstant.

Kontrollierte Anästhesie und konstante Körpertemperatur sind für die hämodynamische Stabilität sowohl der Mutter als auch der Feten unerlässlich. Beginnen Sie die Bildgebung unter Verwendung der Blase der Mutter als Orientierungspunkt, stellen Sie anschließend die Z-Manipulatoren ein und danach die XY-Manipulatoren. Feten am linken Uterushorn werden als L eins, zwei und drei bezeichnet.

Während diejenigen am rechten Uterushorn mit R eins, zwei und drei gekennzeichnet sind. Die Notierung der Embryolokalisation ist nützlich beim Einbringen der Embryonen. Nach der Bildgebung scannen Sie die Embryonen, die tief im Bauchraum liegen, um deren Vorhandensein zu dokumentieren, schließen Sie jedoch von der Datenanalyse aus, da die Auflösung schlecht ist.

Ändern Sie die Scan-Ebenen, indem Sie die Ausrichtung der Maus in Bezug auf die Scan-Ebene anpassen. Erhalten Sie Bilder in zwei zueinander orthogonalen Ebenen für jeden Embryo. Versuchen Sie, Ansichten zu erhalten, die den transversalen, frontalen und sagittalen Ebenen annähernd entsprechen, obwohl manchmal aufgrund der Lage der Gebärmutter im Bauchraum nur schräge Ebenen möglich sind.

Verwenden Sie Scanning-B-Modus-Bilder, um grundlegende Herzstrukturen wie die Vorhöfe, das interventrikuläre Septum, die Ventrikelkammern sowie die links- und rechtsventrikulären Ausflusstrakte zu identifizieren. Erhalten Sie anschließend M-Modus-Bilder aus der kurzen Achse und nutzen Sie diese, um die Wanddicke der Ventrikel und die Kammerdimensionen zu messen. Visualisieren Sie danach die linken und rechten Ventrikel.

Das echogene embryonale Blut erzeugt sichtbare Flussströme, wodurch die genaue Platzierung des Doppler-Messvolumens in der Mitralklapföffnung erleichtert wird. Bestimmen Sie die linksventrikuläre Einströmgeschwindigkeit anhand der Mitralklappen in apikalen Vierkammer-Langachsenansichten des linken Ventrikels. Messen Sie die systolische Auswurfzeit mithilfe von Aortenflussmessungen.

Berechnen Sie die Herzfrequenz anhand der Messungen von einem Flusszyklus zum folgenden Flusszyklus. Verwenden Sie Scanning-B-Modus-Bilder, um häufige strukturelle angeborene Anomalien wie Ventrikelseptumdefekte zu identifizieren. Erkennen Sie den Fluss über das Ventrikelseptum mithilfe eines Doppler-Stichprobenvolumens innerhalb der Ventrikel.

Im Folgenden werden repräsentative Beurteilungen der rechten Ventrikelfunktionen gezeigt. Hier sind repräsentative Bilder der zweidimensionalen Echokardiographie der langen Herzachse zum embryonalen Tag 14,5 sowie eine Vierkammeransicht dargestellt. Die M-Modus-Ableitung ist mit Linien dargestellt, die den inneren Durchmesser des linken und rechten Ventrikels in der Diastole – gekennzeichnet mit dem Kleinbuchstaben D – und in der Systole – gekennzeichnet mit dem Kleinbuchstaben S – deutlich markieren. Die interventrikuläre Septum (IVS) ist hier ebenfalls sichtbar.

Vertreterische Bilder der zweidimensionalen Echokardiographie des Herzens am embryonalen Tag 14,5 in einer apikalen Vierkammeransicht sind dargestellt. Das linke Vorhof- und linke Ventrikelkammerlumen sind in Blau hervorgehoben. Gezeigt ist eine repräsentative Platzierung des Pulswellen-Doppler-Messvolumens zur Aufzeichnung des Mitralklappenflusses; hier sind die Doppler-Muster des Mitralklappenflusses abgebildet, anhand derer die Geschwindigkeiten der frühen diastolischen Füllung, gekennzeichnet als E, und der atrialen Kontraktion, gekennzeichnet als a, gemessen werden können.

Hier ist die repräsentative aortale Doppler-Wellenform dargestellt. Der aortale Doppler-Jet kann zur Messung der Auswurfzeit verwendet werden. Die Herzfrequenz kann ebenfalls aus der Messung eines Flusszyklus zum nächsten berechnet werden.

Hier sehen wir eine repräsentative Detektion eines ventrikulären Septumdefekts oder VSDB-Modus; Bilder des Herzens vom embryonalen Tag 14,5 in einer apikalen Vierkammeransicht sind hier dargestellt. Die Hohlräume des rechten und linken Ventrikels sind hier in blau beziehungsweise rot hervorgehoben. Beachten Sie das Vorhandensein des interventrikulären Septums, das hier in einem Querschnitt des abgebildeten Herzens gezeigt wird, das mit Hämat-, Eosin- und Eosin gefärbt wurde.

Dies ist eine B-Modus-Aufnahme eines embryonalen Herzens vom Tag 14,5 mit einem ventrikulären Septumdefekt (VSD), wie durch den weißen Pfeil angezeigt. Hier sehen wir die rechte und linke Ventrikelhöhle, die jeweils in Blau beziehungsweise Rot hervorgehoben sind. Effektiv dargestellt ist hier ein Querschnitt durch dieses abgebildete Herz, das mit Hämatin und Eosin gefärbt wurde.

Hier ist ein B-Bild eines embryonalen Herzens vom Tag 14,5 mit einem ventrikulären Septumdefekt, der durch den Pfeil angezeigt wird, sowie einer überlagerten Platzierung des Impuls-Wellen-Doppler-Messvolumens zur Aufzeichnung des Flusses über das interventrikuläre Septum. Hier ist die repräsentative Doppler-Kurve aus der vorherigen Abbildung, die den Fluss vom linken zum rechten Ventrikel nach seiner Entstehung zeigt. Diese Technik ebnete den Forschern auf dem Gebiet der kardialen Entwicklung den Weg, die Herzfunktion vor dem Eingriff in den Bereich der Minen zu untersuchen.