Tomografía por emisión de positrones cardíacos de alta resolución/tomografía computarizada para animales pequeños

Resumen

Aquí, presentamos un protocolo experimental de imagen para la cuantificación de la función cardíaca y la morfología utilizando tomografía por emisión de positrones de alta resolución / tomografía computarizada para animales pequeños. Se consideran tanto ratones como ratas, discutiendo los diferentes requisitos de los agentes de contraste de tomografía computarizada para las dos especies.

Resumen

La tomografía por emisión de positrones (PET) y la tomografía computarizada (TC) se encuentran entre las técnicas de diagnóstico por imágenes más empleadas, y ambas sirven para comprender la función cardíaca y el metabolismo. En la investigación preclínica, se emplean escáneres dedicados con alta sensibilidad y alta resolución espacio-temporal, diseñados para hacer frente a los exigentes requisitos tecnológicos planteados por el pequeño tamaño del corazón y las frecuencias cardíacas muy altas de ratones y ratas. En este artículo, se describe un protocolo bimodal de imágenes PET / CT cardíaco para modelos experimentales de ratón y / o rata de enfermedades cardíacas, desde la preparación animal y la adquisición y reconstrucción de imágenes hasta el procesamiento y visualización de imágenes.

En particular, la exploración PET de fluorodesoxiglucosa (^[18 F]FDG) marcada con ¹⁸F permite la medición y visualización del metabolismo de la glucosa en los diferentes segmentos del ventrículo izquierdo (VI). Los mapas polares son herramientas convenientes para mostrar esta información. La parte de TC consiste en una reconstrucción 3D resuelta en el tiempo de todo el corazón (4D-CT) mediante gating retrospectivo sin electrocardiografía (ECG), lo que permite la evaluación morfofuncional del VI y la posterior cuantificación de los parámetros de función cardíaca más importantes, como la fracción de eyección (FE) y el volumen sistólico (SV). Utilizando un escáner PET/CT integrado, este protocolo se puede ejecutar dentro de la misma inducción de anestesia sin necesidad de reposicionar al animal entre diferentes escáneres. Por lo tanto, la PET/CT puede verse como una herramienta integral para la evaluación morfofuncional y metabólica del corazón en varios modelos animales pequeños de enfermedades cardíacas.

Introducción

Los modelos animales pequeños son extremadamente importantes para el avance de la comprensión de las enfermedades cardiovasculares ^1,2. Las herramientas de diagnóstico por imágenes no invasivas han revolucionado la forma en que vemos la función cardíaca en las últimas décadas, tanto en entornos clínicos como preclínicos. En lo que respecta a los modelos animales pequeños de enfermedades cardíacas, se han desarrollado herramientas de imagen específicas con una resolución espaciotemporal muy alta. Por lo tanto, tales instrumentos pueden satisfacer la necesidad de cuantificación precisa de los parámetros metabóli....

Protocolo

Los experimentos con animales se realizaron de acuerdo con las recomendaciones de la Guía para el cuidado y uso de animales de laboratorio de las Directrices internacionales sobre el manejo de animales de laboratorio, exigidas por la Directiva Europea (Directiva 86/609 / CEE de 1986 y Directiva 2010/63 / UE) y las leyes italianas (D.Lgs. 26/2014).

1. Configuración de los protocolos de imágenes PET/CT y flujo de trabajo

NOTA: El protocolo presentado aquí está diseñado específicamente para imágenes cardíacas de modelos de ratón. Trabajar con ratas puede implicar algunas modificaciones al protocolo re....

Resultados

En esta sección, se muestran los resultados típicos para el análisis de PET y CT siguiendo los procedimientos descritos hasta ahora. La figura 6 muestra los resultados de la segmentación automática del miocardio y de la cavidad del VI de la TEP [¹⁸F]FDG de un ratón control (sano) CD-1. Aunque el ventrículo derecho no siempre es visible en las imágenes reconstruidas, los ejes de orientación basados en el encabezado DICOM pueden ser utilizados para discriminar correctamente el tabiq.......

Discusión

El protocolo presentado en este documento se centra en un procedimiento experimental típico para la investigación cardiovascular traslacional en modelos animales pequeños de lesión cardíaca mediante el uso de imágenes PET / CT de alta resolución. Los resultados presentados son indicativos del alto valor cuantitativo y cualitativo de las imágenes PET y Cine-CT, proporcionando información funcional y estructural de todo el corazón con respecto a su metabolismo de la glucosa, la forma y la dinámica de su contracción. Además.......

Materiales

Lista de materiales utilizados en este artículo

Nombre	Empresa	Número de catálogo	Comentarios
Solución salina estéril al 0,9%	Fresenius Kabi Cloruro		de sodio al 0,9% para inyección
1025L Monitoreo fisiológico	Instrumentos		Sistema de monitoreo fisiológico para imágenes de animales pequeños
Jeringas de 5 mL Jeringas	Artsana		con aguja para inyección de trazador PET
Atomlab 500	Else PET nuclear		Calibrador de dosis
Software Atrium	Inviscan	versión 1.5.5	Software operativo PET/CT
Catéteres de mariposa Aguja	Delta Med		27.5 G
Software Carimas Turku	PET Center	versión 2.10	Software de análisis de imágenes
Fenestra VC	Medilumine		Emulsión lipídica agente de contraste yodado para animales pequeños
Lámpara de			calorLámpara de calor con pinza e interruptor
Jeringas de insulina	Artsana		Jeringas con aguja para inyección de CT CA
Iomeron 400 mgI/mL	Bracco		Iomeprol, agente de contraste vascular
IRIS PET/CT	Escáner PET/CT	Inviscan
Isoflurano	Zoetis		Anestésico inhalatorio, 250 mL
Glucómetro	OneTouchJohnson& Kit	de medidor de glucosa Johnson Medical
Software Osirix MD Pixmeo		Versión 11	Software de análisis de imágenes
Oxígeno	Aire líquido		Gas comprimido
Sonda rectal para instrumentos		animales pequeños	Sonda rectal con cable para sistemas SAII 1025L
Sensor respiratorio para instrumentos			de animales pequeños de 1025LAlmohada respiratoria con tubos para sistemas SAII 1025L
Bomba de jeringa TJ-3A Bomba de jeringa	más larga		para inyección de CT CA