Method Article

التصوير بالرنين المغناطيسي الكمي لنفاذية البطانة ووظيفة (Dys) في تصلب الشرايين

DOI:

10.3791/62724

⸱

December 17th, 2021

 ,  ,  ,  , 
1School of Biomedical Engineering and Imaging Sciences, King’s College London, 2BHF Centre of Excellence, Cardiovascular Division, King’s College London, 3Biochemistry and Molecular Biology Department, School of Chemistry, Complutense University, 4Radiology Department, School of Medicine, Pontificia Universidad Católica de Chile, 5ANID - Millennium Science Initiative Program - Millennium Nucleus for Cardiovascular Magnetic Resonance, 6Academic Department of Vascular Surgery, Cardiovascular Division, King’s College London, 7Wellcome Trust and EPSRC Medical Engineering Center, King’s College London, 8Escuela de Ingeniería, Universidad Católica de Chile

In This Article

Summary

$$\rightleftharpoonup{xx}$$ $$\longleftharp{xx}$$, $$\longrightharp{xx}$$,

لقد طورنا طريقة دقيقة وغير جراحية وسهلة الاستخدام لتحديد نفاذية البطانة والخلل الوظيفي في الشرايين باستخدام التصوير بالرنين المغناطيسي (MRI) ، المسمى qMETRIC. تتيح هذه التقنية تقييم تلف الأوعية الدموية ومخاطر القلب والأوعية الدموية المرتبطة بتصلب الشرايين في النماذج قبل السريرية والبشر.

Abstract

$$\rightleftharpoonup{xx}$$ $$\longleftharp{xx}$$, $$\longrightharp{xx}$$,

أمراض القلب والأوعية الدموية هي الأسباب الرئيسية للوفاة في جميع أنحاء العالم. تعتبر البطانة المنفذة / المتسربة والمختلة وظيفيا أول علامة على تلف الأوعية الدموية ويعتقد أنها تقود تصلب الشرايين. ستكون طريقة تحديد هذه التغييرات في الجسم الحي مرغوبة في العيادة. مكنت الأدوات القائمة على التصوير بالرنين المغناطيسي (MRI) والتقنيات الأخرى من فهم عميق لدور البطانة في أمراض القلب والأوعية الدموية والمخاطر في الجسم الحي. ومع ذلك ، هناك حاجة إلى مناهج قابلة للتكرار وبسيطة لاستخراج البيانات القابلة للقياس الكمي التي تعكس تلف البطانة من دراسة تصوير واحدة. تم تطوير سير عمل التصوير بالرنين المغناطيسي غير الجراحي وسهل التنفيذ والكمي للحصول على الصور التي تسمح بالقياس الكمي لاثنين من المؤشرات الحيوية للتصوير لتلف البطانة الشريانية (التسرب / النفاذية والخلل الوظيفي). هنا ، يصف البروتوكول تطبيق هذه الطريقة في الشريان العضدي الرأسي للفئران ApoE تصلب الشرايين باستخدام ماسح التصوير بالرنين المغناطيسي السريري. أولا ، يتم وصف بروتوكولات رسم الخرائط لتحسين الجادولينيوم المتأخر (LGE) واستعادة انعكاس Look-Locker المعدل (MOLLI) T1 لتحديد التسرب البطاني باستخدام مسبار ربط الألبومين. ثانيا ، يتم وصف تسلسل تدفق الدم التشريحي والكمي لقياس الخلل البطاني ، استجابة للأستيل كولين. الأهم من ذلك ، أن الطريقة الموضحة هنا تسمح بالحصول على صور ثلاثية الأبعاد عالية الدقة مكانية مع تغطية حجمية كبيرة تتيح تجزئة دقيقة لهياكل جدران السفينة لتحسين التباين بين المراقبين وداخلهم وزيادة الموثوقية والاستنساخ. بالإضافة إلى ذلك ، فإنه يوفر بيانات كمية دون الحاجة إلى دقة زمنية عالية للنمذجة الحركية المعقدة ، مما يجعله مستقلا عن النموذج وحتى يسمح بتصوير الأوعية شديدة الحركة (الشرايين التاجية). لذلك ، فإن النهج يبسط ويسرع تحليل البيانات. أخيرا ، يمكن تنفيذ هذه الطريقة على ماسحات ضوئية مختلفة ، ويمكن توسيعها لتصوير أسرة شريانية مختلفة ، وهي قابلة للتطبيق سريريا للاستخدام في البشر. يمكن استخدام هذه الطريقة لتشخيص وعلاج المرضى الذين يعانون من تصلب الشرايين من خلال اعتماد نهج الطب الدقيق.

Introduction

$$\rightleftharpoonup{xx}$$ $$\longleftharp{xx}$$, $$\longrightharp{xx}$$,

لا تزال أمراض القلب والأوعية الدموية (CVDs) السبب الرئيسي للوفيات والمراضة في جميع أنحاء العالم ، حيث تمثل ما يقرب من ثلث الوفيات1 ، وسبب الإعاقات مدى الحياة التي تفرض تكلفة مالية عالية على أنظمة الرعايةالصحية 1. من بين الأمراض القلبية الوعائية ، تحدث أمراض القلب الإقفارية والسكتة الدماغية في المقام الأول بسبب لويحات تصلب الشرايين. تصلب الشرايين مرض متعدد العوامل. ومع ذلك ، فإن السمة المميزة الشائعة هي التلف المبكر للخلايا البطانية الوعائية التي تؤدي إلى تكوين وتطور ومضاعفات تصلب الشرايين في نهاية المطاف. تتميز بطانة الأوعية الدموية السليمة بخصائص أساسية لحماية الأوعيةالدموية 2. تنظم البطانة نفاذية الأوعية الدموية عن طريق التحكم في انتقال الخلايا والجزيئات بين الدورة الدموية الجهازية وجدار الوعاء الدموي. يتحكم في توتر الأوعية الدموية عن طريق موازنة إنتاج موسعات الأوعية الدموية (على سبيل المثال ، أكسيد النيتريك ، البروستاسيكلين) ومضيقات الأوعية (على سبيل المثال ، إندوثيلين -1 ، أنجيوتنسين II) ؛ وله أيضا خصائص مضادة للتخثر. ومع ذلك ، يمكن أن تتدهور كل من وظيفة ونفاذية الخلايا البطانية في وجود عوامل الخطر القلبية الوعائية (على سبيل المثال ، التدخين ، وارتفاع الكوليسترول في الدم ، والسكري ، والالتهاب الجهازي ، والإجهاد التأكسدي) وأنماط ديناميكا الدم لتدفق الدم. قلل البطانة المختلة من توسع الأوعية استجابة للضغوطات ، وبالتالي زيادة تصلب الشرايين. بالإضافة إلى ذلك ، أدى البطانة القابلة للاختراق / المتسربة إلى توسيع تقاطعات الفجوة الضيقة بين الخلايا المجاورة3،4،5،6،7. يحدث هذا التغيير على كل من البطانة اللمعية والأوعية الدقيقة اللويحة المتكونة حديثا والتي تبدو هشة ومتسربةومشوهة 8. تعمل الخلايا البطانية القابلة للاختراق كنقاط دخول للجزيئات المنقولة بالبلازما والخلايا مما يؤدي إلى تفاقم خطر الإصابة بأمراض القلب والأوعية الدموية.

بناء على هذه المعرفة ، في السنوات ال 15 الماضية ، برزت نفاذية البطانة ووظيفتها كهدف تصويري وعلاجي واعد لتشخيص الأشخاص المعرضين لخطر الإصابة بأمراض القلب والأوعية الدموية بشكل أفضل وتقييم آثار الأدوية المعروفة أو الجديدة. ومع ذلك ، فإن التصوير المباشر والكمي لوظيفة البطانة محدود9،10،11،12. حاليا ، يعتمد الكثير من تفسير وظيفة البطانة في الجسم الحي على دراسات التمدد المعتمد على البطانة (FMD) في الأوعية الطرفية التي ترتبط وظيفتها بشكل متواضع بعبء تصلب الشرايين في أسرة الأوعية الدموية التي تسبب الأحداث السريرية13 ، 14 ، 15. أظهر عدد محدود فقط من دراسات التصوير وجود صلة مباشرة بين الخلل البطاني وعبء تصلب الشرايين في الجسم الحي9،10،11،12. على العكس من ذلك ، مكنت الأساليب القائمة على التصوير بالرنين المغناطيسي التي يسهل الوصول إليها إلى تصوير نفاذية البطانة على نطاق أوسع. أدى استخدام النسبة المئوية لتحسين إشارة جدار الوعاء الدموي بعد إعطاء عوامل الجادولينيوم بالرنين المغناطيسي إلى إجراء قياس شبه كمي لنفاذية البطانة16،17. في وقت لاحق ، سمح تطوير بروتوكولات معززة بالتباين الديناميكي (DCE) بقياس محسن وأكثر كمية لنفاذية بطانة الأوعية الدموية. ترتبط المعلمات الكمية مثل معدل تسرب التباين (Ktrans) وحجم الأوعية الدموية الدقيقة (Vρ) المستمدة من النمذجة الحركية أو المنطقة الواقعة تحت المنحنى (AUC) ، والمنحدر الصاعد ، ووقت الذروة ، وتركيز الذروة المستخرج من طرق غير نموذجية لا ترتبط فقط بنفاذية البطانة ولكن أيضا الأوعية الدموية اللويحية18،19،20. ومع ذلك ، لا يزال تطبيق DCE الوعائي يمثل تحديا على الرغم من التقدم التقني الكبير لأنه يتطلب كلا من الدقة المكانية العالية (0.5-0.7 مم2) والدقة الزمنية21 لتحديد جدار الوعاء بدقة يتطلب أخذ عينات من تركيز عامل التباين في الدم لحساب وظيفة الإدخال الشرياني أيضا نمذجة حركية ، مما يؤدي إلى مقايضة إما الحد من التغطية التشريحية22،23 للحصول على دقة زمنية أو العكس24،25 ؛ (ثانيا) قد يتطلب تحليل البيانات نمذجة حركية دوائية معقدة (على سبيل المثال ، Patlak مقابل Tofts) ؛ (ثالثا) يوفر جودة صورة محدودة ، وقابلية استنساخ ضعيفة للمسح الضوئي ، ومتوسط التباين بين المراقبين والمراقبين26،27. لذلك ، لا تزال هناك حاجة إلى مناهج قابلة للتكرار وبسيطة لاستخراج البيانات المباشرة والقابلة للقياس الكمي لنفاذية البطانة ووظيفة (dys) من دراسات التصوير الفردية التي يمكن أن يكون لها فائدة سريرية أفضل.

هنا ، قمنا بتطوير التصوير بالرنين المغناطيسي غير الجراحي وسهل التنفيذ والكمي للحصول على الصور وتحليلها التي تسمح بالقياس الكمي المباشر لعلامتين لتلف بطانة الشريان (التسرب / النفاذية والخلل الوظيفي) باستخدام نماذج قبل السريرية لتصلب الشرايين في فحص واحد. تسمى الطريقة Quantitative MRI من EndoThelial peRmeabIlity and dysfunCtion (qMETRIC). وهو ينطوي على الحصول على بروتوكولات رسم الخرائط T1 لتعزيز الجادولينيوم المتأخر (LGE) واستعادة انعكاس النظارة المعدلة (MOLLI) لتحديد التسرب البطاني ، بعد إعطاء مسبار ربط الألبومين داخل الأوعية الدموية. واكتساب تسلسل تدفق الدم التشريحي والكمي لقياس الخلل البطاني ، استجابة لبلعة الأسيتيل كولين. لقد أثبتنا أن qMETRIC يكتشف بدقة: شدة تصلب الشرايين وخطر حدوث مضاعفات. استجابات العلاج ويمكن تكييفها للاستخدام في المرضى5،6،7. الأهم من ذلك ، أن الطريقة الموضحة هنا تسمح بالحصول على صور عالية الدقة مكانية لتمكين التجزئة الدقيقة لجدار السفينة لتقليل التحيز بين / داخل المراقب وزيادة الموثوقية والاستنساخ مع تغطية تشريحية كبيرة. أخيرا ، يمكن تكييف هذه الطريقة للاستخدام في الماسحات الضوئية المختلفة ويمكن توسيعها لتصوير أسرة شريانية مختلفة (حتى الشرايين التاجية28). يجعل سير العمل المباشر هذا النهج أكثر سهولة لمجتمع تصوير القلب والأوعية الدموية.

Protocol

$$\rightleftharpoonup{xx}$$ $$\longleftharp{xx}$$, $$\longrightharp{xx}$$,

تم إجراء جميع مكونات هذه الدراسة وفقا لقانون في المملكة المتحدة (الإجراءات العلمية) لعام 1986 ، وبموافقة لجنة المراجعة الأخلاقية في كينغز كوليدج لندن.

يتم تلخيص سير العمل التجريبي في الشكل 1.

1. تحضير

  1. تحفيز تصلب الشرايين عن طريق إطعام الفئران ApoE - /- نظاما غذائيا غنيا بالدهون يحتوي على 21٪ دهون من شحم الخنزير و 0.15٪ (بالوزن / الوزن) من الكوليسترول في المتوسط لمدة تصل إلى 12 أسبوعا.
  2. قم بتحميل حقنة أنسولين إبرة 29 جم بالحجم الصحيح لعامل التباين (gadofosveset trisordium) للحصول على جرعة 0.03 مليمول / كغ. حافظ على حجم الحقن بين 50-150 ميكرولتر.
  3. ضع القفص على وسادة تسخين مضبوطة على 37 درجة مئوية لتسخين مسبقا والحفاظ على درجة حرارة الجسم.
  4. تحفيز التخدير عن طريق وضع الفأر في صندوق حثي مبطن بأنسجة ماصة. اضبط مقياس الجريان على 3٪ -5٪ من الأيزوفلوران عند 1 لتر / دقيقة من O2 لمدة 3-5 دقائق تقريبا.
    ملاحظة: تأكد من عمق التخدير الصحيح من خلال تحديد معدل التنفس البطيء ، والذي يجب أن ينخفض إلى أقل من 70 نفسا في الدقيقة (نبضة في الدقيقة).
  5. تأكد من التخدير باستخدام طريقة قرصة إصبع القدم (أي فقدان منعكس الانسحاب لقرص إصبع القدم). انقل إلى حامل وأدخل أنفه في مخروط الأنف. ضع الحامل على وسادة تدفئة للحفاظ على درجة حرارة جسم.
  6. حافظ على التخدير ، الذي يتم توصيله عن طريق الأنف ، عن طريق ضبط تدفق هواء التخدير في الحامل على 1٪ -2٪ إيزوفلوران عند 1 لتر / دقيقة من O2.
  7. ضع مرهما بيطري على عيون لمنع الجفاف أثناء التخدير.
  8. ضع إما على جانبه أو على جانبه ونظف الذيل بقطعة كحول. حدد موقع أحد وريد الذيل. إذا لزم الأمر ، قم بتسخين الذيل بمصباح الأشعة فوق البنفسجية لجعل عروق الذيل أكثر وضوحا.
  9. أدخل إبرة الأنسولين 29 جم موازية للوريد بحيث يكون شطبة الإبرة متجهة لأعلى. قم بحقن حجم المحقنة المعبأة مسبقا التي تحتوي على ثلاثي الصوديوم gadofosveset برفق. التأكد من عدم وجود نزيف في مكان الحقن بعد سحب الإبرة.
  10. انتظر لمدة 30 ثانية حتى يدور gadofosveset ، ثم انقل الماوس إلى سرير التصوير بالرنين المغناطيسي.

2. تحضير ماسح التصوير بالرنين المغناطيسي (انظر الشكل 1)

  1. قم بتغطية طاولة التصوير بالرنين المغناطيسي بأنسجة ماصة.
  2. ضع ملف استقبال التصوير بالرنين المغناطيسي أحادي الحلقة على سرير التصوير بالرنين المغناطيسي. استخدم منصة لرفع ملف جهاز الاستقبال وتجنب الاتصال المباشر بين ملف جهاز الاستقبال وطاولة التصوير بالرنين المغناطيسي.
  3. قم بتثبيت الملف على المنصة باستخدام شريط جراحي.
  4. ضع الأنبوب المتصل بمضخة تسخين دائرية حول الملف وقم بتثبيته على 37 درجة مئوية للحفاظ على درجة حرارة جسم أثناء التصوير.
  5. ضع أنبوب توصيل التخدير في تجويف ماسح التصوير بالرنين المغناطيسي وقم بلصقه بحيث يصل مخروط الأنف إلى طرف ملف الاستقبال حيث سيتم وضع رأس.
  6. قم بتشغيل الكاميرا داخل التجويف لمراقبة من غرفة وحدة التحكم.
  7. في غرفة وحدة التحكم في التصوير بالرنين المغناطيسي ، استخدم واجهة البرنامج لبدء دراسة جديدة للحيوان (المريض).

3. وضع في ماسح التصوير بالرنين المغناطيسي والمراقبة (انظر الشكل 2)

  1. انقل المخدر إلى غرفة الماسح الضوئي. ضع الماوس في وضع الانبطاح على ملف الاستقبال وتأكد من أن خطمه يتناسب مع مخروط الأنف للحفاظ على التخدير. قم بتحويل تدفق هواء التخدير إلى 1٪ -1.5٪ من الأيزوفلوران عند 1 لتر / دقيقة من O2.
  2. تأكد من وضع على ملف التصوير بالرنين المغناطيسي مع وجود مناطق قلبه ورقبته في وسط ملف جهاز الاستقبال.
  3. قم بتأمين أنف الفأر في مخروط الأنف والبطن وذيل الماوس على المنصة بشريط لاصق.
  4. ضع أربعة أقطاب كهربائية على الكفوف الأمامية والخلفية ، مع التأكد من أن راحة أصابع القدم مفتوحة تماما لتسجيل مخطط كهربية القلب (ECG). استخدم الجل الموصل لتخطيط القلب على أقدام الماوس قبل ربط وسادات تخطيط القلب لتحسين الموصلية.
  5. تأكد من استخدام الشريط اللاصق لتوصيل الأقطاب الكهربائية بإحكام بالمنصة.
  6. محاذاة ليزر سرير الماسح الضوئي مع قاعدة (الطرف القريب) للقلب. استخدم الترقوة وخط المخلب الأمامي كمعلم بارز. ضع في مركز متساوي المغناطيس باستخدام طاولة MR تلقائية.

4. تخطيط صورة التصوير بالرنين المغناطيسي والاقتناء

  1. ابدأ فحصا استكشافيا لتشغيل المعايرة القياسية لنظام التصوير بالرنين المغناطيسي.
  2. اضبط معدات المراقبة للكشف عن الموجة R لتخطيط القلب. اضبط العتبات لكل ماوس وضمن جلسات التصوير بحيث يكون هناك تشغيل موثوق.
    ملاحظة: يتراوح تردد قلب الفأر تحت التخدير العميق عادة بين 400-600 نبضة في الدقيقة (نبضة في الدقيقة).
  3. احصل على مسح صدى متدرج ثلاثي الأبعاد (GRE) للحصول على صور تجريبية متعددة المستويات (صور استكشافية) لتخطيط بقية عمليات المسح (انظر الجدول 1 للحصول على معلمات اكتساب التصوير بالرنين المغناطيسي والشكل 3 للتخطيط).
  4. حدد القلب على صور الكشافة ، لا سيما في المنظر الإكليلي ، بسهولة أكبر من خلال القطع الأثرية المتدفقة.
    ملاحظة: إذا أظهرت الصور أن الماوس ليس متمركزا جيدا فوق الملف أو مركز متساوي ، فقم بسحب السرير وكرر الموضع.
  5. خطط لفحص تصوير الأوعية بالرنين المغناطيسي (MRA) ثلاثي الأبعاد (انظر الجدول 1 للمسح الضوئي لمعلمات اكتساب التصوير بالرنين المغناطيسي والشكل 3 للتخطيط) في مستوى عرضي يمتد من قاعدة القلب باتجاه الرقبة والشرايين السباتية مع مجال رؤية 8 مم (FOV).
  6. استخدم صور الإسقاط القصوى (MIP) لتصور قوس الأبهر والشرايين العضدية والسباتية والتخطيط لتعزيز الجادولينيوم المتأخر اللاحق (LGE) ورسم خرائط T1 وعمليات المسح السينمائي (انظر الشكل 3 للحصول على صور تمثيلية).
    ملاحظة: إذا كان مستوى حجم التصوير غير صحيح ، فكرر عملية الاستحواذ عن طريق تحريك الشرائح إما بشكل قريب أو بعيد.
  7. الحصول على صورة التصوير بالرنين المغناطيسي لقياس نفاذية البطانة.
    1. استخدم MIP وصور MRA المستعرضة التي تم الحصول عليها من قبل للتخطيط لشريحة واحدة 2D-Look-Locker (LL) اكتساب عمودي على الشريان الأورطي الصاعد أو الشرايين السباتية (انظر الجدول 1 للمسح الضوئي لمعلمات اكتساب التصوير بالرنين المغناطيسي والشكل 3 للصور التمثيلية).
    2. اضبط معدل ضربات القلب على 60 نبضة في الدقيقة عند استخدام إشارة محاكاة لتخطيط القلب أو قم بتعيين فترة طمس للتأكد من أن نبضة استرداد الانعكاس بين نبضات استرداد الانعكاس اللاحقة هي 1000 مللي ثانية عند استخدام إشارة تخطيط القلب المسجلة.
    3. استخدم صور Look-Locker لتحديد وقت الانعكاس الأمثل (TI) لإلغاء إشارة الدم المطلوبة لفحص LGE.
    4. تصوير LGE: بعد 20-30 دقيقة من حقن gadofosveset ، وبعد فحص LL مباشرة (الموضح في الخطوات 4.7.1-4.7.3) احصل على فحص LGE باستخدام تسلسل صدى التدرج السريع ثلاثي الأبعاد للاسترداد الانعكاسي (انظر الجدول 1 للحصول على معلمات اكتساب التصوير بالرنين المغناطيسي والشكل 3 للصور التمثيلية).
    5. خطط لمسح LGE للصدى المتدرج السريع ثلاثي الأبعاد لتغطية قاعدة القلب (لتشمل جزءا من جذر الأبهر) ، والشريان العضدي الرأسي (بين جذر الأبهر إلى التشعب تحت الترقوة) ، وجزء من الشرايين السباتية مع مجال رؤية 8 مم (FOV) في اتجاه رأس القدم باستخدام نفس الهندسة كما هو الحال بالنسبة ل MRA أعلاه (انظر الشكل 3 للحصول على صور تمثيلية).
    6. اضبط معدل ضربات القلب على 60 نبضة في الدقيقة ، عند استخدام إشارة محاكاة تخطيط القلب ، أو قم بتعيين فترة طمس لضمان حدوث نبضات استرداد انعكاس متتالية عند كل 1000 مللي ثانية لمسح LGE عند استخدام إشارة ECG المسجلة (كما هو الحال بالنسبة للخطوة 4.7.2 أعلاه).
      ملاحظة: هذا مهم للتعافي المتسق والمستقل عن معدل ضربات القلب للمغنطة بين نبضات استرداد الانعكاس المتتالية.
    7. أدخل T1 الذي تم الحصول عليه من Look-Locker في تسلسل LGE ضمن تأخير التباين > الانعكاس.
    8. تصوير رسم الخرائط T1: استخدم اكتساب صدى التدرج السريع ثلاثي الأبعاد للحصول على صور رسم الخرائط المستعرضة T1 بعد 45 دقيقة من حقن gadofosveset. خطط للتسلسل في نفس الاتجاه والهندسة مثل مسح LGE أعلاه (انظر الجدول 1 للحصول على معلمات اكتساب التصوير بالرنين المغناطيسي والشكل 3 للصور التمثيلية).
    9. اضبط معدل ضربات القلب على 120 نبضة في الدقيقة ، عند استخدام مخطط كهربية القلب المحاكي ، أو قم بتعيين فترة طمس للتأكد من أن نبضة استرداد الانعكاس بين قطار التصوير تحدث كل 500 مللي ثانية عند استخدام تتبع تخطيط القلب المسجل.
      ملاحظة: يستخدم تسلسل رسم الخرائط T1 نبضتين انعكاسيتين غير انتقائية مع أوقات انعكاس تتراوح بين 20-2000 مللي ثانية، متبوعة بثماني قراءات مجزأة لثماني صور فردية. ينتج عن الجمع بين مساري التصوير ما مجموعه ستة عشر صورة لكل شريحة مع أوقات انعكاس متفاوتة. يتم إعادة بناء الصور تلقائيا على الماسح الضوئي باستخدام نموذج ملائم ثلاثي المعلمات. المعادلات المستخدمة لإنشاء الخرائط البارامترية T1 هي:
      figure-protocol-1
      figure-protocol-2
  8. الحصول على صورة التصوير بالرنين المغناطيسي لقياس وظيفة البطانة
    1. تحضير محلول الأسيتيل كولين المخفف في محلول ملحي. قم بتحميل حقنة الأنسولين بإبرة 29 جم بالحجم المناسب من المحلول لتحقيق (16.6 مجم / كجم). حافظ على حجم الحقن بين 50-150 ميكرولتر.
    2. باستخدام MRA المستعرض وصور MIP المقابلة ، ضع شريحة عرضية عبر الشريان العضدي الرأسي ، بين جذر الأبهر والتشعب تحت الترقوة (الشكل 3 للصور التمثيلية).
    3. استخدم صدى التدرج العرضي ثنائي الأبعاد (GRE) مع بوابة تخطيط القلب بأثر رجعي للحصول على صور سينمائية محلولة مؤقتا للشريان العضدي الرأسي (انظر الجدول 1 للحصول على معلمات اكتساب التصوير بالرنين المغناطيسي الشكل 3 للحصول على الصور التمثيلية).
    4. اضبط عدد المراحل القلبية القصوى على معدل ضربات قلب كل.
      ملاحظة: عادة ما توفر 14 مرحلة قلبية دقة زمنية كافية.
    5. بعد الحصول على الصور الأساسية ، ادخل إلى غرفة ماسح التصوير بالرنين المغناطيسي. أثناء تخدير الماوس في الماسح الضوئي ، قم بحقن الأسيتيل كولين برفق داخل الصفاق (IP). تجنب تحريك الماوس على الملف.
    6. انتظر لمدة 6-10 دقائق حتى يستقر معدل ضربات القلب وكرر عملية الاستحواذ.
    7. في نهاية إجراء التصوير ، أعد الماوس إلى قفصه وضع القفص على وسادة تسخين للتعافي.
      ملاحظة: يتم استرداد الفئران عندما تستعيد وعيها الكافي للحفاظ على الاستلقاء القصي.
    8. تصدير الصور المكتسبة بتنسيق التصوير الرقمي والاتصالات في الطب (DICOM) واستخدام برنامج تحليل الصور مفتوح المنصة.

5. تجزئة التصوير بالرنين المغناطيسي وتحليل البيانات (انظر الشكل 4)

  1. قم بسحب وإسقاط ملفات Dicom في قاعدة بيانات برنامج مفتوح النظام الأساسي لتحميل جميع الصور.
  2. استخدم صور LGE لتصور امتصاص التباين في جدار الوعاء الدموي وحساب منطقة التحسين كعلامة بديلة لتسرب الخلايا البطانية.
  3. حدد كلا من عمليات فحص MRA واسترداد الانقلاب. اضغط على Enter لتحميل هذه الصور جنبا إلى جنب. انقر فوق الرمز الصغير بجوار اسم المسح الضوئي واسحب صور MRA وأفلتها على صور LGE.
  4. حدد الخيار إعادة الأخذ في الاعتبار لإعادة تقطيع صور MRA باستخدام صور LGE كمرجع لحساب الاختلافات في سمك الشريحة.
  5. انقر فوق الرمز الصغير بجوار اسم الفحص. اسحب صور LGE وأفلتها على صور MRA (كما في الخطوة 5.4 أعلاه). من القائمة، اختر Image Fusion لتراكب صور LGE وMRA.
  6. من شريط الأدوات ، انقر فوق 2D Viewer ، ثم اختر 3D Position Panel. استخدم الأزرار لتصحيح التحولات داخل الطائرة يدويا لحساب الإزاحة الصغيرة المحتملة بسبب تنفس.
  7. استخدم أداة المضلع المغلق الموجودة في شريط الأدوات لتقسيم الجزء المحسن بصريا من جدار الوعاء يدويا. استخدم صور MRA و LGE المسجلة بشكل مشترك لتوجيه التجزئة.
  8. قم بتقسيم جميع صور LGE التي تشمل الشريان العضدي الرأسي.
    ملاحظة: إذا كان تحسين جدار الوعاء الدموي له مظهر منتشر أو غير مكتمل ، فقم بتقسيمه بشكل فردي في كل شريحة.
  9. انقر فوق الزر " الإضافات" في شريط الأدوات واختر أدوات عائد الاستثمار، ثم تصدير عائد الاستثمار لتصدير المنطقة المجزأة (مم2) لكل منطقة ذات اهتمام (ROI) في جدول بيانات.
  10. اجمع مساحة كل شريحة لحساب المساحة الإجمالية للتحسين في الشريان العضدي الرأسي في جدول البيانات.
    ملاحظة: يمكن استخدام المساحة الإجمالية للتحسين كعلامة كمية لنفاذية البطانة.
  11. استخدم خرائط T1 التي يتم إنشاؤها تلقائيا على كمبيوتر ماسح التصوير بالرنين المغناطيسي لحساب متوسط قيمة T1 لجدار الوعاء الدموي الذي يعكس مقدار امتصاص gadofosveset في جدار الوعاء الدموي - هذه علامة كمية أخرى لنفاذية البطانة.
  12. قم بتحميل صور خريطة MRA و T1 واتبع نهجا مشابها كما هو موضح أعلاه (الخطوات 5.3-5.9) لتقسيم جدار السفينة واستخراج قيم T1 (مللي ثانية).
  13. في جدول بيانات، اعكس قيم T1 واضرب في 1000 لحساب وقت الاسترخاء R1 = 1/T1 بالثواني. احسب متوسط R1 لجميع الشرائح التي تغطي الشريان العضدي الرأسي في كل.
  14. قم بتحميل صور تصوير الأوعية الدموية بتباين الطور وخرائط السرعة لحساب التغيرات في منطقة الوعاء الدموي وسرعة تدفق الدم ، على التوالي ، أثناء الدورة القلبية.
  15. قم بتقسيم كل من الصور التي تم الحصول عليها قبل وبعد حقن الأستيل كولين لحساب نشاط الأوعية الدموية المعتمد على البطانة ، وهي علامة بديلة لوظيفة البطانة (dys).
  16. استخدم أداة منطقة النمو شبه الآلية المتوفرة في علامة التبويب عائد الاستثمار أو استخدم خيار المضلع المغلق المتاح في شريط الأدوات (كما هو موضح في الخطوة 5.7) لتقسيم منطقة التجويف (مم2) من الشريان العضدي الرأسي في صور تصوير الأوعية.
    ملاحظة: تستخدم الأداة شبه الآلية عتبة البكسل لتجميع وحدات البكسل التي تشمل تجمع الدم بناء على شدة الإشارة.
  17. استخدم أداة Close Polygon لتقسيم الخرائط المشفرة لسرعة تدفق الدم المقابلة لحساب سرعة تدفق الدم (سم / ثانية).
  18. تصدير منطقة التجويف (مم2) وسرعة تدفق الدم (سم / ثانية) في جدول بيانات (كما هو موضح في الخطوة 5.9) وتحديد تلك التي تتوافق مع أطوار القلب الانبساطي النهائي (المساحة القصوى) والنهاية الانقباضية (الحد الأدنى للمنطقة).
  19. استخدم جدول البيانات المجدولة لحساب توسع الأوعية المعتمد على البطانة (احسب النسبة المئوية للتغير في منطقة التجويف الانبساطي النهائي (ED) وسرعة تدفق الدم قبل حقن الأسيتيل كولين وبعده). استخدم الصيغ التالية:
    تغيير المنطقة = figure-protocol-3
    تغيير التدفق = figure-protocol-4
  20. لكل ، قم بجدولة البيانات المقابلة المستمدة من صور LGE وخرائط T1 واختبار الأسيتيل كولين في البرامج الإحصائية للتحليل.

Results

$$\rightleftharpoonup{xx}$$ $$\longleftharp{xx}$$, $$\longrightharp{xx}$$,

في هذا التقرير ، تم بدء تطبيق طريقة MRI المثاليةلقياس EndoThelial peRmeabIlity و (dys) funCtion (qMETRIC) في الشريان العضدي للفئران ApoE / - تصلب الشرايين. توفر هذه الطريقة بيانات مباشرة وقابلة للقياس الكمي لعلامتين للضرر البطاني - النفاذية ووظيفة (dys) ، والتي يمكن استخراجها من عمليات مسح جدار الأوعية الدموية في الجسم الحي التي تم الحصول عليها في جلسة تصوير واحدة. أولا ، تستخدم LGE لقياس مساحة تحسين جدار الوعاء (مم3) ، وتستخدم خرائط T1 (أو R1) لتحديد معدل استرخاء جدار الوعاء (s-1) بعد إعطاء gadofosveset ، وكلاهما علامتان بديلتان للنفاذية (انظر الشكل 5 للحصول على نتائج تمثيلية). تراوح معدل استرخاء جدار السفينة R1 من 2.42 ثانية -1 ± 0.35 ثانية -1 إلى 3.45 ثانية -1 ± 0.54 ثانية -1 إلى 3.83 ثانية -1 ± 0.52 ثانية -1 في 4 أسابيع و 8 أسابيع و 12 أسبوعا من نظام غذائي غني بالدهون ، على التوالي. على العكس من ذلك ، أظهرت الفئران من النوع البري (R1 = 2.15 ± 0.34 ثانية -1) والفئران المعالجة بالستاتين ApoE - /- (R1 = 3.0 ± 0.65 ثانية -1) تحسنا أقل. في الفئران ApoE - /- التي تتغذى على نظام غذائي غني بالدهون لمدة تصل إلى 12 شهرا ، تظهر الدراسة من خلال التحليل النسيجي ، وصبغة إيفانز الزرقاء ، والفحص المجهري الإلكتروني أن نفاذية البطانة تزداد أثناء تطور تصلب الشرايين ، والتي كانت متفقة مع زيادة حجم جدار وعاء LGE ، وزيادة التغيير في استرخاء جدار الوعاء الدموي R1 ، وتضيق الأوعية المتناقضة بعد حقن الأسيتيلكولين 5. على العكس من ذلك ، خفضت الستاتين والعلاجات الأخرى التي تستهدف البطانة نفاذية البطانة وحجم البلاك ، وهو ما انعكس في حجم LGE الأصغر ، وانخفاض قيم R15،7 ، وتحسين توسع الأوعية. ميكانيكيا ، يرتبط gadofosveset بشكل عكسي بألبومين المصل. ينتج عن هذا زيادة بنسبة 5-6 أضعاف في استرخاء T1 للمسبار29 مما يجعله قابلا للاكتشاف عن طريق التصوير بالرنين المغناطيسي بحساسية عالية. هنا ، تظهر الدراسة أن امتصاص المسبار المرتبط بالألبومين يعكس تسرب البطانة لأنه يرتبط بامتصاص صبغة إيفان الزرقاء - وهي طريقة ذهبية قياسية خارج الجسم الحي لقياس التسرب البطاني (الشكل 5) - وتقاطعات الفجوة الضيقةالأوسع 5. ثانيا ، يتم إثبات اختبار بسيط لقياس وظيفة البطانة (dys) ، استجابة للأستيل كولين. في الأوعية الضابطة, يسبب أستيل كولين استرخاء الأوعية الدموية تعتمد على البطانة مما يؤدي إلى زيادة منطقة الشرايين / الحجم وتدفق الدم. لقياس وظيفة البطانة (dys) ، تم استخدام صور تصوير الأوعية الدموية التي يتم تشغيلها بواسطة تخطيط القلب قبل وبعد إعطاء الأسيتيل كولين. تحسب الدراسة التغير في المنطقة الانبساطي النهائي (أو الحجم) لتجويف الوعاء الدموي قبل وبعد إعطاء الأسيتيل كولين. وجد أنه على عكس الأوعية العادية التي تتوسع الأوعية استجابة للأستيل كولين ، تظهر الأوعية تصلب الشرايين انخفاضا في وظيفة توسع الأوعية الدموية المعتمدة على البطانة والتي تتجلى إما على شكل تغيير منخفض في مساحة الوعاء الدموي (أو حجمه) أو حتى تضيق الأوعية الدموية المتناقض للوعاء الدموي (الشكل 5). ومن المثير للاهتمام أن العلاج بالستاتين حسن خصائص توسع الأوعية الدموية للبطانة13.

figure-results-1
الشكل 1: سير العمل لتصوير نفاذية البطانة ووظيفة (dys) في الفئران المصبة بتصلب الشرايين. (أ-ب) يتم تخدير الفئران أولا ثم حقنها بعامل تباين الألبومين. (ج) ثم يتم نقل الفئران إلى ملف التصوير بالرنين المغناطيسي ، حيث يتم استخدام ضمادات تخطيط القلب لمراقبة نشاط القلب. (D-E) يتم الحصول على صور التصوير بالرنين المغناطيسي لتحديد نفاذية البطانة ووظيفة (dys) التي يتم تحليلها لاحقا باستخدام برنامج مفتوح المنصة (تم إنشاؤه باستخدام BioRender.com). الرجاء النقر هنا لعرض نسخة أكبر من هذا الرقم.

figure-results-2
الشكل 2: تحديد موضع ومراقبة تخطيط القلب لتصوير نفاذية البطانة ووظيفة (dys) باستخدام ماسح التصوير بالرنين المغناطيسي السريري 3 Tesla. (أ-ب) يتم وضع عرضة على ملف سطحي ويتم تخديره باستخدام الأيزوفلوران القابل للاستنشاق. تستخدم أكياس الرمل لتثبيت منصة التصوير. (C-D) يتم وضع ضمادات تخطيط القلب على الكفوف وتوصيلها بوحدة تخطيط القلب السريرية لتسجيل نشاط القلب. الرجاء النقر هنا لعرض نسخة أكبر من هذا الرقم.

figure-results-3
الشكل 3: تخطيط التصوير بالرنين المغناطيسي واكتساب الصور لتحديد نفاذية البطانة ووظيفة (dys) في الشريان العضدي الرأسي للفئران المصبة بتصلب الشرايين. (أ) يتم الحصول على صور الكشافة لتحديد المنطقة التشريحية بين جذر الأبهر والشرايين السباتية. (ب) يستخدم تصوير الأوعية بالرنين المغناطيسي لتصور الأوعية الدموية وتخطيط الفحوصات اللاحقة. (ج) يتم الحصول على صور Look-Locker على مستوى الشريان العضدي الرأسي لتحديد التأخير الزمني المناسب لإلغاء الإشارة من الدم في صور تعزيز الجادولينيوم اللاحقة اللاحقة (LGE). (د) توفر صور LGE تقييما مرئيا لتحسين جدار السفينة. (ه) يستخدم رسم الخرائط T1 لحساب معدل ارتخاء جدار الوعاء الذي يدل على تركيز الجادولينيوم. (و) يتم تحديد خصائص توسيع الأوعية المعتمدة على البطانة لجدار الوعاء الدموي بعد إعطاء الأسيتيل كولين. الرجاء النقر هنا لعرض نسخة أكبر من هذا الرقم.

figure-results-4
الشكل 4: تجزئة الصورة وتحليلها لتحديد النفاذية البطانية ووظيفة (dys) في الشريان العضدي الرأسي للفئران المصبة بتصلب الشرايين. (أ) يتم تقسيم جدار الوعاء الدموي يدويا على صور LGE لتحديد مساحة / حجم امتصاص التباين. (ب) جدار السفينة مقسم على رسم الخرائط T1 لحساب معدل استرخاء جدار السفينة T1. (ج) يستخدم جدار الوعاء الدموي المجزأ على تصوير الأوعية بالرنين المغناطيسي والصور المشفرة لتدفق الدم لدراسة خصائص توسع الأوعية الدموية لجدار الوعاء الدموي عن طريق حساب التغيرات في التغيرات في النهاية-
منطقة التجويف الانبساطي (أو الحجم) وتدفق الدم بعد إعطاء أستيل. الرجاء النقر هنا لعرض نسخة أكبر من هذا الرقم.

figure-results-5
الشكل 5: التصوير الكمي لنفاذية البطانة ووظيفة (qMETRIC) في الفئران المصبة بتصلب الشرايين. (أ) تظهر صور LGE وخرائط الاسترخاء R1 زيادة في امتصاص عامل التباين المرتبط بالألبومين داخل جدار الوعاء الدموي أثناء تطور تصلب الشرايين والتحسن بعد العلاج بالستاتين. يتم تأكيد بيانات التصوير من خلال تراكم صبغة إيفان الزرقاء ، وهي صبغة ملزمة للألبومين ، خارج الجسم الحي. (ب) تسمح التغييرات في خصائص توسع الأوعية الدموية لجدار الوعاء الدموي ، استجابة لإعطاء الأسيتيل كولين ، بالقياس الكمي لتوسع الأوعية المعتمد على البطانة. تتوسع الأوعية الدموية الضابطة ، في حين أن الأوعية التصلب الشرايين تضيق الأوعية استجابة للأستيل كولين ، مما يشير إلى تلف البطانة. يحسن العلاج بالستاتين الضرر البطاني. يمثل المصطلحان "wks" و "HFD" في الشكل "أسابيع" و "نظام غذائي غني بالدهون" ، على التوالي. تم تعديل هذا الرقم من Phinikaridou، A. et al.5. الرجاء النقر هنا لعرض نسخة أكبر من هذا الرقم.

المسح / التسلسلمعلمات الاستحواذ
الكشافة / المسح التجريبي3D ، صدى متدرج سريع
عرضي: مجال الرؤية = 50 مم × 27 مم × 14 مم ، المصفوفة = 96 × 52 ، الدقة داخل المستوى = 0.5 مم × 0.5 مم ، سمك الشريحة = 0.5 مم ، TR / TE = 15 / 6.1 مللي ثانية ، زاوية الوجه = 30 درجة ، المتوسطات = 1
الإكليلية: مجال الرؤية = 200 مم × 102 مم × 14 مم ، المصفوفة = 336 × 173 ، الدقة داخل المستوى = 0.5 مم × 0.5 مم ، سمك الشريحة = 0.5 مم ، TR / TE = 12/6 مللي ثانية ، زاوية الوجه = 30 درجة ، المتوسطات = 1
فحص MRAصدى التدرج السريع ثلاثي الأبعاد ، مجال الرؤية = 30 مم × 30 مم × 8 مم ، المصفوفة = 200 × 200 ، الدقة داخل المستوى = 0.15 مم × 0.15 مم ، سمك الشريحة = 0.5 مم ، TR / TE = 15 / 6.1 مللي ثانية ، زاوية الوجه = 40 درجة ، المتوسطات = 1
مسح لوك لوكرصدى متدرج سريع ثنائي الأبعاد ، مجال الرؤية = 30 مم × 30 مم ، مصفوفة = 80 × 80 ، دقة داخل المستوى = 0.38 مم × 0.38 مم ، سمك الشريحة = 2 مم ، TR / TE = 19 / 8.6 مللي ثانية ، TR بين نبضات الأشعة تحت الحمراء اللاحقة = 1000 مللي ثانية ، وزاوية الوجه = 10 درجة ، المتوسطات = 1.
مسح LGEصدى التدرج السريع ثلاثي الأبعاد ، مجال الرؤية = 30 مم × 30 مم × 8 مم ، المصفوفة = 304 × 304 ، الدقة في المستوى = 0.1 مم × 0.1 مم ، سمك الشريحة المقاس = 0.5 مم ، الشرائح = 32 ، TR / TE = 28/8 مللي ثانية ، TR بين نبضات الأشعة تحت الحمراء اللاحقة = 1000 مللي ثانية ، وزاوية الوجه = 30 درجة ، المتوسطات = 1.
فحص رسم الخرائط T1صدى التدرج السريع ثلاثي الأبعاد ، مجال الرؤية = 36 مم × 22 مم × 8 مم ، المصفوفة = 192 × 102 ، الدقة داخل المستوى = 0.18 مم × 0.22 مم ، سمك الشريحة المقاس = 0.5 مم ، الشرائح = 16 ، TR / TE = 9.6 / 4.9 مللي ثانية ، زاوية الوجه = 10 درجة ، المتوسطات = 1.
فحص تصوير الأوعية بتباين الطور2D ، صدى متدرج سريع ، مجال الرؤية = 40 مم × 23 مم ، مصفوفة = 132 × 77 ، دقة داخل المستوى = 0.3 مم × 0.3 مم × 1 مم ، TR / TE = 9.8 / 4.9 مللي ثانية ، زاوية الوجه = 30 درجة ، مراحل القلب = 14 ، المتوسطات = 6 ، سرعة التدفق (اتجاه رأس القدم) = 30 سم / ثانية.

الجدول 1: معلمات اكتساب التصوير بالرنين المغناطيسي

Discussion

$$\rightleftharpoonup{xx}$$ $$\longleftharp{xx}$$, $$\longrightharp{xx}$$,

يعد تحديد صحة بطانة الأوعية الدموية مؤشرا حيويا جذابا للتصوير يمكن استخدامه لتشخيص المخاطر المرتبطة بتصلب الشرايين ومراقبة آثار العلاج. يمكن استخدام بروتوكول qMETRIC الموضح هنا لقياس نفاذية / تسرب البطان بشكل متكرر ووظيفة (dys) في بروتوكول التصوير بالرنين المغناطيسي شامل وسريع وقابل للتطبيق سريريا. يمكن أن يوفر مثل هذا النهج أداة بديلة أبسط أو تكميلية لبروتوكولات DCE-MRI الحالية لتحديد نفاذية البطانة. يمكن أن يوفر أيضا أداة غير جراحية للتقييم المباشر لوظيفة البطانة (الخلل ) في أسرة الأوعية الدموية ، مثل الشرايين التاجية والسباتية ، بدلا من استخدام التقنيات الغازية أو القياسات البديلة في الشرايين الطرفية الأقل تأثرا بالمرض. يسمح قياس نفاذية البطان باستخدام هذه الطريقة بتغطية الشريان الأورطي والقوس الأبهري والشرايين العضدية والسباتية بدقة مكانية عالية (0.1 مم لصور LGE و 0.22 مم لرسم خرائط T1) وهو أمر بالغ الأهمية للتجزئة الدقيقة لجدار الوعاء الدموي في القوارض. يمكن إجراء تحليل الصور باستخدام نظام أساسي مفتوح المصدر ولا يتطلب سوى تجزئة بسيطة لجدار الوعاء دون الحاجة إلى نمذجة حركية دوائية معقدة. الأهم من ذلك ، يمكن تكييف هذا البروتوكول لاستخدامه في عدد من الماسحات الضوئية المختلفة المتاحة تجاريا ويمكن تمديده لاستخدامه في نماذج حيوانية مختلفة وكذلك في البشر. على الرغم من أن هذا البروتوكول يصف المنهجية باستخدام إعداد الماسح الضوئي السريري ، إلا أنه يمكن أيضا تنفيذ بروتوكولات التصوير بالرنين المغناطيسي عند استخدام ماسحات ضوئية عالية المجال للحيوانات الصغيرة. تقدم هذه الماسحات الضوئية في كثير من الأحيان بروتوكولات استرداد الانعكاس ورسم خرائط T1 وتصوير الأوعية الدموية التي يمكن استخدامها أو يمكن برمجتها بالتعاون مع الشركات المصنعة للماسح الضوئي.

وللحصول على نتائج دقيقة وقابلة للتكرار، ينبغي إيلاء اهتمام خاص لبعض الخطوات الحاسمة للبروتوكول. أولا ، عند تصوير الصغيرة في ماسح ضوئي سريري ، تكون ملفات الاستقبال المناسبة والمصممة خصيصا ضرورية لزيادة نسبة الإشارة إلى الضوضاء لزيادة جودة الصورة العالية. يعد وضع على الملف أمرا بالغ الأهمية أيضا ، حيث يتجنب الفصل والفراغات المملوءة بالهواء بين والملف لتحسين نسبة الإشارة إلى الضوضاء. لهذا السبب ، يجب وضع منطقة الاهتمام التشريحية في وسط الملف ، ثم نقلها إلى مركز متساوي المغناطيس لتعريضها للمجال المغناطيسي بأقصى قدر من التجانس. ثانيا ، تعد إشارة تخطيط القلب المستقرة والقوية والدقيقة أمرا بالغ الأهمية لتشغيل / بوابات التصوير الموثوق بها. هذا مهم للإثارة المتسقة للمغنطة وتوقيت نافذة الحصول على الصور في نقاط زمنية محددة وللحصول على صور دقيقة تم حلها بمرور الوقت والتي تتضمن المرحلة الانبساطي النهائي للاختبار الوظيفي. تعد الأقطاب الكهربائية القائمة على وسادة الصغيرة أو القائمة على الإبرة خيارات أكثر ملاءمة عند استخدامها في الماسحات الضوئية ذات قوة المجال الأعلى ، والتي تكون محمية بشكل أفضل مقارنة بالماسحات الضوئية السريرية. عند استخدام هذه الخيارات في الماسحات الضوئية الميدانية السريرية ، يجب تشويه كبلات تخطيط القلب معا لتجنب تكوين دوائر الرنين عند تردد التصوير بالرنين المغناطيسي الذي قد يؤدي إلى تدهور إشارة تخطيط القلب أثناء تسلسل النبض. بدلا من ذلك ، نقترح استخدام وحدة تخطيط القلب والوسادات المستخدمة في عمليات المسح البشري مع تعديل حجم الوسادة إلى حجم مخلب الماوس وتثبيت إضافي للوسادات بشريط لتحسين الموصلية. ثالثا ، عند الحصول على صور LGE بينما لا يزال عامل التباين يدور في مجرى الدم ، من الأهمية بمكان اختيار وقت الفراغ الصحيح لقمع تجمع الدم بكفاءة لتحديد جدار الوعاء الدموي. يجب تشغيل تسلسل Look-locker قبل كل تسلسل LGE ، ويجب تعديل وقت تأخير الانعكاس وفقا لذلك. رابعا، من أجل رسم خرائط T1 بدقة ودقة باستخدام تسلسل معدل لاستعادة انعكاس خزانة المظهر (MOLLI)، ينبغي تنفيذ مخطط اقتناء الصور المقترح لتغطية مجموعة من التأخيرات الانعكاسية التي تتراوح من ms 20 إلى ms 2000 على الأقل لالتقاط الأنواع T1 القصيرة والطويلة. أخيرا ، يجب أن يكون تجزئة بيانات التصوير بالرنين المغناطيسي معايير صارمة وصارمة مطبقة لتجنب التحيزات داخل و / أو بين المراقبين في المنطقة / الحجم وحسابات قيمة T1.

على عكس DCE-MRI ، لا يوفر الإجراء الموصوف هنا بيانات حركية لغسل وغسل عامل التباين في جدار الوعاء. بدلا من ذلك ، فإنه يوفر لمحة سريعة عن نفاذية البطانة في نقطة زمنية محددة بعد حقن عامل التباين المرتبط بالألبومين ، gadofosveset. ومع ذلك ، فإن البيانات الكمية المستخرجة من هذه النقاط الزمنية مرتبطة ارتباطا وثيقا بأصباغ الألبومين الأخرى ، مثل صبغة إيفان الزرقاء ، والتي تعتبر معيارا ذهبيا لقياس نفاذية البطانة وزيادة عرض تقاطع الفجوة البطانية. ميكانيكيا ، يكون كل من الجزء المرتبط بالألبومين والجزء غير المرتبط من gadofosveset صغيرا بما يكفي لتمرير الفواصل في التقاطعات البطانية ويؤدي إلى تحسين إشارة التصوير بالرنين المغناطيسي. بالإضافة إلى ذلك ، من الممكن أن يرتبط الكسر غير المرتبط أيضا بالألبومين الداخلي بعد دخوله جدار الوعاء الدموي ويؤدي إلى تحسين الإشارة. لوحظ أن استرخاء جدار الوعاء الدموي هوr 1≈17 مليمول / لتر / ثانية ، عند حقن gadofosveset بجرعة سريرية. هذه القيمة أقرب إلى تلك التي تم الإبلاغ عنها للكسر المرتبط بالألبومين (ص1≈25 مليمول / لتر / ثانية) مقارنة بالكسر الحر (ص1≈6.6 مليمول / لتر / ثانية) 5،29.

تشمل التطبيقات المستقبلية لطريقة التصوير هذه دراسات العلوم الأساسية في نماذج حيوانية مختلفة وأجزاء شريانية أخرى واستخدام هذه الطريقة لتقييم الاستجابات البيولوجية للعوامل الصيدلانية الحالية أو الجديدة. يمكن إجراء الدراسات إما مقطعيا أو طوليا لجمع البيانات الميكانيكية والنتائج ، على التوالي. يجعل سير العمل المباشر هذا النهج متاحا وقابلا للتطبيق سريريا للاستخدام في البشر أيضا. يعد تكييف هذه الطريقة لتصوير الشريان السباتي البشري والشرايين الطرفية وشيكا ، لكن تطبيق هذه الطريقة لتصوير الشرايين التاجية يتطلب مزيدا من التقدم في الحصول على الصور وإعادة البناء وتصحيح الحركة التي يتم تطويرها حاليا30،31.

Disclosures

$$\rightleftharpoonup{xx}$$ $$\longleftharp{xx}$$, $$\longrightharp{xx}$$,

المؤلفون ليس لديهم ما يكشفون عنه.

Acknowledgements

$$\rightleftharpoonup{xx}$$ $$\longleftharp{xx}$$, $$\longrightharp{xx}$$,

نحن ممتنون لتمويل ما يلي: (1) مؤسسة القلب البريطانية (زمالة AP للتطوير الوظيفي المبكر ، منحة المشروع PG / 2019/34897 ، و R.M.B. منح المشاريع والبرامج PG/10/044/28343 و RG/12/1/29262 و RG/20/1/34802) ؛ (2) مركز كينج BHF للتميز البحثي RE/18/2/34213 ؛ (3) مركز ويلكوم EPSRC للهندسة الطبية (NS/A000049/1)؛ (4) وزارة الصحة من خلال المعهد الوطني للبحوث الصحية (NIHR) التعاونية لتكنولوجيا صحة القلب والأوعية الدموية (HTC) ومركز البحوث الطبية الحيوية الشامل الممنوحة لصندوق مؤسسة Guy's & St Thomas بالشراكة مع King's College London و King's College Hospital NHS Foundation Trust ؛ (5) الوكالة التشيلية للبحث والتطوير - برنامج مبادرة علوم الألفية - NCN17_129 و FONDECYT 1180525.

Materials

List of materials used in this article
NameCompanyCatalog NumberComments
أستيل كولينسيجما ألدريتشA6625- 100G ، 16.6 مجم / كجم
معدات التخديرالتخدير العامةخدمات
العامة مضخة تسخين تعميمThermoFisher Scientific ، الولايات المتحدة الأمريكيةBOM: 152510101
جل موصل لتخطيط القلب (Nuprep)Waever and Company ، الولايات المتحدة الأمريكية10-30-T
Invivo ، الولايات المتحدة الأمريكيةREF 0700-1002
Gadofosveset trisordium (Vasovist / Ablavar)Lantheus Medical Imaging Inc ، North Billerica ، MA ، الولايات المتحدة الأمريكية0.03 مليمول / كجم
حمية عاليةخدمات الوجبات الغذائية الخاصة ، Witham ، المملكة المتحدة21٪ دهون من شحم الخنزير ، 0.15٪ (بالوزن / الوزن) الكوليسترول
صندوق الحثVet Tech Solutions LTD
محاقن الأنسولينBD Biosciences0.5 مل ، 29 جيجا
برنامج OsirixXمؤسسة OsiriX ، جنيف ، سويسرامنصة مفتوحة المصدر
Philips Achieva MRI Scanner (3 Tesla)Philips Healthcare ، Best ، هولندامجهزة بنظام التدرج السريري (30 mT m-1< / sup> ، 200 mT m-1< / sup> ms-1< / sup>) Single
& ndash; حلقة السطح المجهري لفائف استقبالفيليبس هامبورغالقطر = 23 مممخصص
خدمات التخدير وحدة مراقبة تخطيط القلب الدهون البناء

References

$$\rightleftharpoonup{xx}$$ $$\longleftharp{xx}$$, $$\longrightharp{xx}$$,
  1. Defining and setting national goals for cardiovascular health promotion and disease reduction: The American heart association's strategic impact goal through 2020 and beyond. Circulation. 121 (4), 586-613 (2010).">Lloyd-Jones, D. M., et al. Defining and setting national goals for cardiovascular health promotion and disease reduction: The American heart association's strategic impact goal through 2020 and beyond. Circulation. 121 (4), 586-613 (2010).
  2. Role of endothelial dysfunction in atherosclerosis. Circulation. 109 (23), Suppl 1 27-32 (2004).">Davignon, J., Ganz, P. Role of endothelial dysfunction in atherosclerosis. Circulation. 109 (23), Suppl 1 27-32 (2004).
  3. Paradoxical vasoconstriction induced by acetylcholine in atherosclerotic coronary arteries. New England Journal of Medicine. 315 (17), 1046-1051 (1986).">Ludmer, P. L., et al. Paradoxical vasoconstriction induced by acetylcholine in atherosclerotic coronary arteries. New England Journal of Medicine. 315 (17), 1046-1051 (1986).
  4. Plaque-associated endothelial dysfunction in apolipoprotein E-deficient mice on a regular diet. Effect of human apolipoprotein AI. Cardiovascular Research. 59 (1), 189-199 (2003).">Crauwels, H. M., Van Hove, C. E., Holvoet, P., Herman, A. G., Bult, H. Plaque-associated endothelial dysfunction in apolipoprotein E-deficient mice on a regular diet. Effect of human apolipoprotein AI. Cardiovascular Research. 59 (1), 189-199 (2003).
  5. Non-invasive magnetic resonance imaging evaluation of endothelial permeability in murine atherosclerosis using an albumin-binding contrast agent. Circulation. 126 (6), 707-719 (2012).">Phinikaridou, A., et al. Non-invasive magnetic resonance imaging evaluation of endothelial permeability in murine atherosclerosis using an albumin-binding contrast agent. Circulation. 126 (6), 707-719 (2012).
  6. Increased vascular permeability measured with an albumin-binding magnetic resonance contrast agent is a surrogate marker of rupture-prone atherosclerotic plaque. Circulation; Cardiovascular Imaging. 9 (12), (2016).">Phinikaridou, A., et al. Increased vascular permeability measured with an albumin-binding magnetic resonance contrast agent is a surrogate marker of rupture-prone atherosclerotic plaque. Circulation; Cardiovascular Imaging. 9 (12), (2016).
  7. Noninvasive MRI monitoring of the effect of interventions on endothelial permeability in murine atherosclerosis using an albumin-binding contrast agent. Journal of the American Heart Association. 2 (5), 000402(2013).">Phinikaridou, A., Andia, M. E., Passacquale, G., Ferro, A., Botnar, R. M. Noninvasive MRI monitoring of the effect of interventions on endothelial permeability in murine atherosclerosis using an albumin-binding contrast agent. Journal of the American Heart Association. 2 (5), 000402(2013).
  8. Thin-walled microvessels in human coronary atherosclerotic plaques show incomplete endothelial junctions relevance of compromised structural integrity for intraplaque microvascular leakage. Journal of the American College of Cardiology. 53 (17), 1517-1527 (2009).">Sluimer, J. C., et al. Thin-walled microvessels in human coronary atherosclerotic plaques show incomplete endothelial junctions relevance of compromised structural integrity for intraplaque microvascular leakage. Journal of the American College of Cardiology. 53 (17), 1517-1527 (2009).
  9. Carotid artery reactivity to isometric hand grip exercise identifies persons at risk and with coronary disease. Atherosclerosis. 160 (1), 241-248 (2002).">Rubenfire, M., Cao, N., Smith, D. E., Mosca, L. Carotid artery reactivity to isometric hand grip exercise identifies persons at risk and with coronary disease. Atherosclerosis. 160 (1), 241-248 (2002).
  10. Non-invasive assessment of coronary vasodilation using cardiovascular magnetic resonance in patients at high risk for coronary artery disease. Journal of Cardiovascular Magnetic Resonance. 10, 28(2008).">Nguyen, P. K., Meyer, C., Engvall, J., Yang, P., McConnell, M. V. Non-invasive assessment of coronary vasodilation using cardiovascular magnetic resonance in patients at high risk for coronary artery disease. Journal of Cardiovascular Magnetic Resonance. 10, 28(2008).
  11. Impaired coronary vasodilation by magnetic resonance angiography is associated with advanced coronary artery calcification. Journal of the American College of Cardiology; Cardiovascular Imaging. 1 (2), 167-173 (2008).">Terashima, M., et al. Impaired coronary vasodilation by magnetic resonance angiography is associated with advanced coronary artery calcification. Journal of the American College of Cardiology; Cardiovascular Imaging. 1 (2), 167-173 (2008).
  12. Non-invasive visualization of coronary artery endothelial function in healthy subjects and in patients with coronary artery disease. Journal of the American College of Cardiology. 56 (20), 1657-1665 (2010).">Hays, A. G., et al. Non-invasive visualization of coronary artery endothelial function in healthy subjects and in patients with coronary artery disease. Journal of the American College of Cardiology. 56 (20), 1657-1665 (2010).
  13. Effect of L-arginine on acetylcholine-induced endothelium-dependent vasodilation differs between the coronary and forearm vasculatures in humans. Journal of the American College of Cardiology. 24 (4), 948-955 (1994).">Hirooka, Y., et al. Effect of L-arginine on acetylcholine-induced endothelium-dependent vasodilation differs between the coronary and forearm vasculatures in humans. Journal of the American College of Cardiology. 24 (4), 948-955 (1994).
  14. Endothelium-dependent flow-mediated vasodilation in coronary and brachial arteries in suspected coronary artery disease. American Journal of Cardiology. 82 (12), 1535-1539 (1998).">Takase, B., et al. Endothelium-dependent flow-mediated vasodilation in coronary and brachial arteries in suspected coronary artery disease. American Journal of Cardiology. 82 (12), 1535-1539 (1998).
  15. Peripheral microvascular function reflects coronary vascular function. Arteriosclerosis Thrombosis and Vascular Biology. 39 (7), 1492-1500 (2019).">Al-Badri, A., Kim, J. H., Liu, C., Mehta, P. K., Quyyumi, A. A. Peripheral microvascular function reflects coronary vascular function. Arteriosclerosis Thrombosis and Vascular Biology. 39 (7), 1492-1500 (2019).
  16. Detection of neovessels in atherosclerotic plaques of rabbits using dynamic contrast enhanced MRI and 18F-FDG PET. Arteriosclerosis Thrombosis and Vascular Biology. 28 (7), 1311-1317 (2008).">Calcagno, C., et al. Detection of neovessels in atherosclerotic plaques of rabbits using dynamic contrast enhanced MRI and 18F-FDG PET. Arteriosclerosis Thrombosis and Vascular Biology. 28 (7), 1311-1317 (2008).
  17. Atherosclerosis: contrast-enhanced MR imaging of vessel wall in rabbit model--comparison of gadofosveset and gadopentetate dimeglumine. Radiology. 250 (3), 682-691 (2009).">Lobbes, M. B., et al. Atherosclerosis: contrast-enhanced MR imaging of vessel wall in rabbit model--comparison of gadofosveset and gadopentetate dimeglumine. Radiology. 250 (3), 682-691 (2009).
  18. MR imaging of adventitial vasa vasorum in carotid atherosclerosis. Magnetic Resonance Medicine. 59 (3), 507-514 (2008).">Kerwin, W. S., Oikawa, M., Yuan, C., Jarvik, G. P., Hatsukami, T. S. MR imaging of adventitial vasa vasorum in carotid atherosclerosis. Magnetic Resonance Medicine. 59 (3), 507-514 (2008).
  19. Vessel wall and adventitial DCE-MRI parameters demonstrate similar correlations with carotid plaque microvasculature on histology. Journal of Magnetic Resonance Imaging. 46 (4), 1053-1059 (2017).">van Hoof, R. H., et al. Vessel wall and adventitial DCE-MRI parameters demonstrate similar correlations with carotid plaque microvasculature on histology. Journal of Magnetic Resonance Imaging. 46 (4), 1053-1059 (2017).
  20. Dynamic contrast enhanced (DCE) magnetic resonance imaging (MRI) of atherosclerotic plaque angiogenesis. Angiogenesis. 13 (2), 87-99 (2010).">Calcagno, C., Mani, V., Ramachandran, S., Fayad, Z. A. Dynamic contrast enhanced (DCE) magnetic resonance imaging (MRI) of atherosclerotic plaque angiogenesis. Angiogenesis. 13 (2), 87-99 (2010).
  21. Increasing spatial resolution of 3T MRI scanning improves reproducibility of carotid arterial wall dimension measurements. Magnetic Resonance Materials in Physics, Biology, and Medicine. 27 (3), 219-226 (2014).">van Wijk, D. F., et al. Increasing spatial resolution of 3T MRI scanning improves reproducibility of carotid arterial wall dimension measurements. Magnetic Resonance Materials in Physics, Biology, and Medicine. 27 (3), 219-226 (2014).
  22. Turbo fast three-dimensional carotid artery black-blood MRI by combining three-dimensional MERGE sequence with compressed sensing. Magnetic Resonance Medicine. 70 (5), 1347-1352 (2013).">Li, B., et al. Turbo fast three-dimensional carotid artery black-blood MRI by combining three-dimensional MERGE sequence with compressed sensing. Magnetic Resonance Medicine. 70 (5), 1347-1352 (2013).
  23. Carotid arterial wall MRI at 3T using 3D variable-flip-angle turbo spin-echo (TSE) with flow-sensitive dephasing (FSD). Journal of Magnetic Resonance Imaging. 31 (3), 645-654 (2010).">Fan, Z., et al. Carotid arterial wall MRI at 3T using 3D variable-flip-angle turbo spin-echo (TSE) with flow-sensitive dephasing (FSD). Journal of Magnetic Resonance Imaging. 31 (3), 645-654 (2010).
  24. Signal-to-noise ratio, contrast-to-noise ratio and pharmacokinetic modeling considerations in dynamic contrast-enhanced magnetic resonance imaging. Magnetic Resonance Imaging. 30 (9), 1313-1322 (2012).">Li, X., Huang, W., Rooney, W. D. Signal-to-noise ratio, contrast-to-noise ratio and pharmacokinetic modeling considerations in dynamic contrast-enhanced magnetic resonance imaging. Magnetic Resonance Imaging. 30 (9), 1313-1322 (2012).
  25. The influence of temporal resolution in determining pharmacokinetic parameters from DCE-MRI data. Magnetic Resonance Medicine. 63 (3), 811-816 (2010).">Heisen, M., et al. The influence of temporal resolution in determining pharmacokinetic parameters from DCE-MRI data. Magnetic Resonance Medicine. 63 (3), 811-816 (2010).
  26. Scan-rescan reproducibility of quantitative assessment of inflammatory carotid atherosclerotic plaque using dynamic contrast-enhanced 3T CMR in a multi-center study. Journal of Cardiovascular Magnetic Resonance. 16, 51(2014).">Chen, H., et al. Scan-rescan reproducibility of quantitative assessment of inflammatory carotid atherosclerotic plaque using dynamic contrast-enhanced 3T CMR in a multi-center study. Journal of Cardiovascular Magnetic Resonance. 16, 51(2014).
  27. Reproducibility of black blood dynamic contrast-enhanced magnetic resonance imaging in aortic plaques of atherosclerotic rabbits. Journal of Magnetic Resonance Imaging. 32 (1), 191-198 (2010).">Calcagno, C., Vucic, E., Mani, V., Goldschlager, G., Fayad, Z. A. Reproducibility of black blood dynamic contrast-enhanced magnetic resonance imaging in aortic plaques of atherosclerotic rabbits. Journal of Magnetic Resonance Imaging. 32 (1), 191-198 (2010).
  28. Non-invasive imaging of endothelial damage in patients with different HbA1c levels: A proof-of-concept study. Diabetes. 68 (2), 387-394 (2019).">Engel, L. C., et al. Non-invasive imaging of endothelial damage in patients with different HbA1c levels: A proof-of-concept study. Diabetes. 68 (2), 387-394 (2019).
  29. The interaction of MS-325 with human serum albumin and its effect on proton relaxation rates. Journal of the American Chemical Society. 124 (12), 3152-3162 (2002).">Caravan, P., et al. The interaction of MS-325 with human serum albumin and its effect on proton relaxation rates. Journal of the American Chemical Society. 124 (12), 3152-3162 (2002).
  30. Motion-corrected 3D whole-heart water-fat high-resolution late gadolinium enhancement cardiovascular magnetic resonance imaging. Journal of Cardiovascular Magnetic Resonance. 22 (1), 53(2020).">Munoz, C., et al. Motion-corrected 3D whole-heart water-fat high-resolution late gadolinium enhancement cardiovascular magnetic resonance imaging. Journal of Cardiovascular Magnetic Resonance. 22 (1), 53(2020).
  31. 3D whole-heart isotropic-resolution motion-compensated joint T1 /T2 mapping and water/fat imaging. Magnetic Resonance Medicine. 84 (6), 3009-3026 (2020).">Milotta, G., et al. 3D whole-heart isotropic-resolution motion-compensated joint T1 /T2 mapping and water/fat imaging. Magnetic Resonance Medicine. 84 (6), 3009-3026 (2020).

Reprints and Permissions

Request permission to reuse the text or figures of this JoVE article

Request Permission

Tags

Quantitative MRIEndothelial PermeabilityEndothelial DysfunctionAtherosclerosis ImagingLate Gadolinium EnhancementMOLLI T1 MappingAlbumin Binding ProbeBrachiocephalic ArteryBlood Flow SequencesVessel Wall Segmentation
Video Coming Soon

Related Articles