Imágenes de resonancia magnética con contraste de fase para evaluar el flujo sanguíneo en las arterias de una rata

Resumen

Fuente: Chiu, S., et al. Imágenes de resonancia magnética con contraste de fase en la arteria carótida común de rata. J. Vis. Exp. (2018).

Este video muestra imágenes de resonancia magnética con contraste de fase (PC-MRI) para medir el flujo sanguíneo en la arteria carótida común de una rata. Después de asegurar una rata anestesiada en la cama de resonancia magnética y asegurar parámetros fisiológicos estables, se explora la arteria carótida común para capturar imágenes a intervalos definidos. Luego, el flujo sanguíneo se calcula a partir de estas imágenes para evaluar los cambios a lo largo del ciclo cardíaco.

Protocolo

Todos los procedimientos que involucran modelos animales han sido revisados por el comité institucional local de cuidado animal y la junta de revisión veterinaria de JoVE.

1. Preparación y Monitoreo de Animales

1. Deje todos los objetos magnéticamente susceptibles como billeteras, llaves, tarjetas de crédito, etc. fuera de la sala del escáner antes de comenzar la preparación del animal para la resonancia magnética.
2. Anestesiar inicialmente a la rata (rata macho Sprague-Dawley (SD) de 2 meses, 280–350 g) en una caja de inducción utilizando una mezcla de 5% de isoflurano (ISO) y oxígeno (2 L/min) durante 3–5 min, según sea necesario.
3. Cuando el animal esté recostado y no muestre respuesta a un pellizco en la cola o en los dedos de los pies, suspenda la administración de ISO y transfiera al animal a la sala de escaneo.
4. Coloque la rata en la cama de resonancia magnética en una posición boca abajo y administre un ISO del 2-3% a través de un dispositivo de cono nasal para mantener la anestesia.
5. Monitorea la respiración colocando un sensor de almohada respiratoria debajo del torso del animal.
6. Conecte el sensor a un sistema respiratorio y verifique la frecuencia respiratoria entre 40-50 latidos por minuto (lpm).
7. Para la adquisición de PC-MRI con acceso al cine, coloque un electrodo en cada una de las patas delanteras derechas y la pata trasera izquierda, respectivamente (Figura 1a).
8. Enrolla los cables de electrocardiografía (ECG) juntos.
9. Use un soporte para la cabeza con barras para las orejas y una barra de mordida para asegurar al animal y restringir el movimiento de la cabeza.
10. Use un sistema de calefacción de aire caliente o almohadillas de gasa para mantener la temperatura corporal mientras está en el imán.
11. Asegúrese de que la onda R esté clara en el monitor de ECG (Figura 1b) y coloque al animal en el escáner. No es necesario colocar la bobina de superficie en la parte superior del cuello del animal, ya que las imágenes son adquiridas por la bobina de volumen.

2. MRI Acquisition

1. Use 2–3% ISO para mantener la anestesia durante todo el procedimiento de imagen. Monitoree continuamente las respuestas fisiológicas y manténgalas lo más constante posible.
2. Inicie las exploraciones de resonancia magnética una vez que el animal se coloque dentro del escáner y continúe fisiológicamente estable. En este estudio, utilice un sistema de resonancia magnética de animales pequeños de 7 T con una fuerza de gradiente de 630 mT/m, pero se pueden utilizar otras intensidades de campo de los sistemas de resonancia magnética de animales pequeños.
3. Seleccione la secuencia "Localizador" del monitor de la consola del escáner de resonancia magnética y adquiera imágenes de exploración a lo largo de las tres orientaciones utilizando cualquier secuencia de adquisición rápida de imágenes, por ejemplo, el eco de espín rápido, para crear imágenes coronales, axiales y sagitales. El propósito de estas imágenes de exploración es determinar los planos de imagen.
4. Asegúrese de que el centro de la cabeza y el cuello del animal estén en el centro del imán. Si es necesario, ajuste la posición del animal hasta alcanzar la posición correcta. Si el animal se reposiciona, repita el escaneo para obtener imágenes de exploración.
5. Seleccione la secuencia de "Tiempo de vuelo (TOF)" del monitor de la consola del escáner de resonancia magnética y adquiera primero un angiografía TOF 2D para determinar la ubicación anatómica precisa de la arteria carótida común (CCA). Utilice los siguientes parámetros de escaneo: tiempo de repetición (TR)/tiempo de eco (TE) = 22/4,87 ms, ángulo de giro = 90°, campo de visión (FOV) = 40 × 40 mm², tamaño de la matriz = 256 × 256, espesor de corte 0,6 mm, con el número de excitación (NEX) = 1.
   NOTA: El nombre de la secuencia TOF podría ser específico del vendedor. El usuario puede insertar estos parámetros en el monitor de la consola.
6. Asegúrese de que la banda de saturación esté "activada" y esté colocada en la parte superior para evitar interferencias de señales venosas.
   NOTA: Para la banda de saturación, generalmente viene con la secuencia TOF. Si la banda de saturación no se muestra en el monitor, notifique a la persona de servicio.
7. Después de localizar el CCA utilizando el angiograma TOF, dirija el plano de la imagen de la PC-MRI al centro del CCA y oriéntese de tal manera que el corte quede perpendicular a la dirección del flujo sanguíneo (Figura 2a).
8. Asegúrese de que tanto la respiración como la compuerta del ECG estén conectadas al sistema de resonancia magnética, mostrando la señal clara en la computadora monitor (Figura 1b), y configure el módulo de disparo para que esté "encendido" en el "Modo de disparo" desde el monitor de la consola del escáner de resonancia magnética.
9. Confirme que las respuestas fisiológicas del animal son estables antes de iniciar la exploración PC-MRI desde la computadora de monitoreo (Figura 1b). Verifique que las selecciones de compuerta estén "activadas" tanto en la computadora monitor como en el monitor de la consola del escáner de resonancia magnética.
   NOTA: El sistema de monitoreo de fisiología utilizado en este estudio es proporcionado por el vendedor. Para la mayoría de los escáneres de animales, se proporcionan sistemas de monitoreo de fisiología similares y son específicos del proveedor.
10. Seleccione la secuencia de PC-MRI desde el monitor de la consola del escáner de RMN y realice escaneos de PC-MRI con compuerta utilizando los siguientes parámetros: TR/TE=15.55/4.51 ms (mínimo TR y TE), ángulo de giro = 30°, FOV = 40 × 40 mm², tamaño de la matriz = 192 × 192, espesor de corte = 2 mm, codificación de velocidad (VENC) = 120 cm/s, con NEX=8. El VENC unidireccional se adquiere en la dirección del plano pasante.
    NOTA: El tiempo de escaneo es de aproximadamente 8.5 min, pero el tiempo de escaneo real puede ser ligeramente diferente entre los animales debido a la variación en los ciclos cardíacos.
11. Repita los pasos 2.6–2.9 de adquisición de imágenes si la región de interés (ROI) se va a cambiar a otra ubicación en el CCA, como en la bifurcación.
12. Retira al animal del escáner y devuélvelo a su jaula de recuperación cuando se complete el escaneo.
13. Calienta al animal con una lámpara de calefacción para mantener la temperatura corporal. Mantenga la lámpara al menos a 15 cm de distancia del animal para evitar el sobrecalentamiento.
14. Cuando el animal comience a moverse y muestre una respuesta a un pellizco en la cola o en los dedos de los pies, apague la lámpara de calefacción.

Resultados

Figura 1: Seguimiento de animales. (a) Se colocan electrodos de ECG en la pata delantera derecha y en la pata trasera izquierda, y el sensor de la almohada respiratoria se coloca debajo del torso del animal. (b) El ECG y las señales respiratorias son claramente visibles en el monitor.

Materiales

Lista de materiales utilizados en este artículo

Nombre	Empresa	Número de catálogo	Comentarios
7T sistema de resonancia magnética para pequeños animales	Bruker
Isoflurano	Baxter	1001936040	Anestésico
ECG lead	3M	2269T
Sistema de monitoreo y compuerta	SA instruments, Inc	Model 1030