Resonancia magnética y PET en modelos de ratón de infarto de miocardio

El objetivo general de este procedimiento es evaluar la eficacia de nuevas estrategias de tratamiento para el infarto de miocardio in vivo mediante PET y RM. Esto se logra realizando primero un examen de resonancia magnética en el animal. A continuación, la cama de imágenes con el animal se transfiere al escáner PET.

A continuación, el ratón se somete a imágenes PET. Por último, se realiza el análisis de los datos offline de las resonancias magnéticas y las tomografías por emisión de positrones. En última instancia, se pueden obtener resultados que muestran la respuesta del corazón a un tratamiento putativo a múltiples niveles a través de imágenes de resonancia magnética y PET.

La principal ventaja de esta técnica frente a los métodos exvivo es que permite un diseño longitudinal y está lista para su traslación a los pacientes. Además, debido a la alta sensibilidad y especificidad, este método puede contribuir significativamente a la reducción del refinamiento en la investigación con animales. Después de preparar al animal con intervención quirúrgica para inducir infartos y anestesiar y configurarlo para la administración de medicamentos, de acuerdo con el protocolo de texto, coloque al ratón en la cama de resonancia magnética y administre de uno a 2% de isoflurano en un litro por minuto de oxígeno.

Para mantener la anestesia, mantenga la frecuencia respiratoria del animal entre 20 y 70 respiraciones por minuto. Centre la bobina de resonancia magnética sobre la posición del corazón del ratón. A continuación, coloque un sensor de almohadilla respiratoria ligeramente por debajo del diafragma para controlar la respiración e inserte un termómetro rectal con un cubreobjetos prelubricado para controlar la temperatura central.

Asegúrese de que la temperatura se mantenga constante durante las exploraciones. Para la monitorización del ECG, coloque un electrodo en cada una de las patas anteriores y en la pata trasera izquierda, asegurándose de que la palma de la pata esté completamente abierta. Retuerza los cables de ECG para asegurarse de que no formen circuitos resonantes a la frecuencia de resonancia magnética, lo que corrompería gravemente la señal de ECG.

Cuando ejecute secuencias de pulsos, use cinta adhesiva para asegurarse de que los electrodos estén firmemente unidos a la cama. A continuación, coloque una manta calentada con agua sobre el ratón. Encapsular los cables de monitoreo y bobina para mantener la temperatura corporal.

A continuación, alinee el láser de la cama con la posición del corazón utilizando la línea de la pata anterior como punto de referencia, utilice una cama automática para colocarla en el centro ISO del imán. Configure el equipo de monitoreo para detectar la onda R en el ECG. Ajuste los umbrales para cada ratón y dentro de las sesiones de imágenes para que haya una activación fiable para llevar a cabo las imágenes de resonancia magnética.

Comience por adquirir una imagen piloto. Para planificar las imágenes piloto multiplanares. Identifique el corazón en la imagen más fácilmente por sus artefactos de flujo.

A continuación, adquiera un eco de gradiente rápido con cinco cortes por orientación y un campo de visión de tres centímetros, o FOV con la compuerta de ECG activada. A continuación, ejecute un escaneo 3D no codificado centrado en el corazón para el co-registro de mascotas mientras se ejecuta el escaneo. Planifique una exploración de cuatro cámaras que cortará a través del ápice y las válvulas tricúspide y mitral, mostrando las cuatro cámaras.

A continuación, planifique una vista de dos cámaras. Eso cortará a través del ápice y la válvula tricúspide, mostrando la aurícula y el ventrículo izquierdos, verificará la geometría de las dos vistas del eje largo. Si la planificación del corte no es óptima, repita la exploración que abarque todo el plan cardíaco.

Una pila de cortes de eje corto ortogonales a las vistas de cuatro y dos cámaras. Comenzando desde el primer corte apical sin acumulación de sangre hasta el primer corte basal sin cortes de RV, debe estar igualmente espaciado sin espacios. Para realizar un realce tardío de gadolinio para imágenes de resonancia magnética, aumente el tiempo en blanco para que la compuerta adquiera cada dos latidos del corazón.

Aplicar un tiempo de retardo que permita realizar la adquisición al final de la fase diastólica del ECG, justo antes de la inyección. Realice una versión de baja resolución de la secuencia LGE para comprobar que la compuerta es correcta y que no hay artefactos de flujo presentes. A continuación, inyecte lenta y firmemente la solución de Gato Vista durante 15 segundos.

Para lograr el mejor contraste, inicie la toma de imágenes LGE dentro de los 15 minutos posteriores a la inyección. Luego, para obtener imágenes de mascotas, transfiera la cama de resonancia magnética al escáner PET, dejando el receptor en su lugar y anclelo firmemente al soporte de la cama de la mascota. Conecte el equipo de anestesia y monitoreo.

Coloque el corazón en el centro del campo de visión de la mascota, moviendo la cama solo en la dirección axial. Adquiera un escaneo de transmisión de un solo paso con una fuente de germanio. A continuación, utilizando una jeringa, extraiga de su envase de 10 a 30 mega borres de fluorodesoxiglucosa o FDG marcada radiactivamente.

Utilice un contador de pozos para medir su actividad. Inicie el escaneo de emisión configurado para adquirir el modo de lista de PET cerrado durante 45 minutos. Inyecte simultáneamente el marcador en un volumen total de 50 a 100 microlitros de forma lenta y constante durante 15 segundos.

A continuación, utilice suficiente solución salina para enjuagar la tubería y administrar la totalidad del trazador radiactivo. Para medir la actividad residual, vuelva a colocar la jeringa en el contador de pocillos para realizar una resonancia magnética. Segmentación. Comience cargando las imágenes de resonancia magnética de cine en la versión 1.9 del segmento y ejecute las herramientas automáticas para la segmentación.

A partir de un punto dentro del ventrículo. Las herramientas automáticas inflarán las paredes del ventrículo estimadas hasta que se encuentre la mejor coincidencia. Delinear manualmente el ventrículo izquierdo o VI y el ventrículo derecho o VD en n sístole o CE y n diástole o DE, definidos respectivamente como los cuadros con el volumen global máximo y mínimo del VI.

Delinee manualmente el epicardio en ES y ED para cálculos de masa del ventrículo izquierdo. Como se muestra aquí, el músculo cardíaco es incompresible, por lo que la masa del VI debe ser consistente en ES y DE en la base de los ventrículos. Use una línea recta para diferenciar los ventrículos de las aurículas.

Identificar el ángulo del corte con la ayuda de las vistas de eje largo. Verifique la segmentación en las vistas de eje largo. Delinee el área de la cicatriz en las imágenes de LGE para comenzar el análisis de la mascota y el registro conjunto con los datos de la resonancia magnética.

Utilice un algoritmo de retroproyección filtrado en 3D para reconstruir las imágenes de las mascotas y exportar los datos a un formato ingenioso. Mostrando valores de absorción estándar. Utilice la herramienta de corregistro masivo de ratones SPM para registrar la imagen promedio de la mascota en la resonancia magnética 3D.

Una de las ventajas de utilizar la resonancia magnética es que se puede utilizar un diseño longitudinal para estadificar la enfermedad. Esto es especialmente importante cuando se evalúan compuestos nuevos, ya que es posible que no se conozca el curso temporal del efecto, como se muestra en este ejemplo. Las variaciones en los volúmenes cardíacos debidas a la progresión de la enfermedad en un animal son visibles.

La geometría es crucial para el éxito de un experimento de resonancia magnética cardíaca. Esta figura muestra la planificación representativa del corte y la geometría resultante para varias resonancias magnéticas. En esta figura se puede ver la segmentación de dos cortes de eje corto de resonancia magnética.

Nuestro procedimiento de resonancia magnética de cine logró una precisión del 4 % para la masa del ventrículo izquierdo, del 3 % para el VDE, del 5 % para el VS, del 2 % para el ef y del 4 % para el tamaño del infarto. La PET se puede utilizar para medir la unión de trazadores específicos en todo el cuerpo. Esta figura muestra una imagen de proyección de máxima intensidad FDG PET.

Como era de esperar en un animal anestesiado, la mayor absorción se encuentra en el corazón y el cerebro, como se muestra aquí un ejemplo de co-registrados. Tomografías por emisión de positrones L-G-E-M-R-I y FDG. Las áreas mejoradas en la resonancia magnética que representan tejido no viable coinciden con las áreas de absorción reducida de FDG en la exploración PET.

Una vez dominada esta técnica se puede realizar en menos de 90 minutos. Si se realiza correctamente, el uso de un sistema de resonancia magnética PET simultáneo este tiempo podría reducirse aún más. 45 minutos.