Name: En Vivo evaluación cuantitativa de la estructura miocárdica, la función, perfusión y viabilidad Usando computarizada micro-tomografía cardiaca (Video) | JoVE Journal
Uploaded: 2016-02-16T13:00:00.000+00:00
Duration: 8 min 13 s
Description: Aprenda a evaluar la función miocárdica global y regional en ratones con isquemia cardíaca mediante microtomografía computarizada de alta velocidad con contraste yodado. Esta técnica no invasiva permite estudios longitudinales rápidos.

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Este trabajo fue apoyado por el Stichting Lijf en Leven, proyecto dilatar frente estenosante enfermedad arterial.

Ed van D., RR, JE declaran que no tienen intereses financieros en competencia. SB es un empleado pagado de PerkinElmer, que fabrica los instrumentos de imagen. los gastos de publicación de este artículo este video fueron pagados por PerkinElmer.

La cardiopatía isquémica (IHD) sigue siendo la principal causa de morbilidad y mortalidad para los hombres y las mujeres en todo el mundo 1. Debido a la complejidad y las interrelaciones que existen entre los órganos y sistemas a nivel de organismo, el uso de todo el animal como un modelo de la CI sigue siendo relevante no sólo para nuestra mejor comprensión de la fisiopatología de la enfermedad, sino que también permite la evaluación de nuevas estrategias preventivas y terapéuticas . Los modelos de ratón, en particular, han contribuido a nuestro conocimiento del desarrollo cardíaco, patogénesis del infarto de miocardio, hipertrofia de miocardio, miocarditis y lesiones aneurismáticas 2-7. Los parámetros que determinan el rendimiento cardíaco y son útiles en términos de pronóstico y la elección de la intervención terapéutica son la masa cardíaca y la geometría, la función global y regional, la distribución espacial del flujo sanguíneo miocárdico y la viabilidad miocárdica. Sin embargo, la mayoría de TRADICIONAl métodos de investigación utilizados en modelos de ratón de la enfermedad cardíaca implican medidas invasivas que requieren horas para la finalización de este modo, el animal no puede ser utilizado para mediciones repetidas, o el método de sacrificar animales requerirán 8-12. Por ejemplo, para medir la perfusión miocárdica regional, microesferas marcadas radiactivamente o fluorescentemente se utilizan cuando se detectan señales fluorescentes recuento radiactivo o en un corazón diseccionado físicamente o en situ 13,14. Del mismo modo, la evaluación del tamaño del infarto en modelos animales de infarto de miocardio se realiza más comúnmente por el cloruro de trifeniltetrazolio tinción (TTC), y con el fin de determinar el curso temporal de la evolución del infarto y el efecto de las intervenciones terapéuticas, esta técnica requiere que los animales necesitan ser sacrificado por examen histopatológico del corazón en diversos puntos temporales 15. Como tales, no destructivas técnicas y humanas que permitan quantitativE y el análisis longitudinal de la morfología cardiaca, la función, el metabolismo y la viabilidad son de suma importancia. En este contexto, las imágenes preclínica es de gran relevancia. Entre las técnicas de imagen disponibles actualmente de imágenes por resonancia magnética (MRI) y la ecocardiografía son los más comúnmente utilizados 16,17,18. Sin embargo, ya pesar del hecho de que la IRM se considera la modalidad de referencia tanto en el trabajo clínico y preclínico, el alto costo de adquirir y mantener sistemas de RM de animales pequeños dedicados, así como la complejidad de esta tecnología para los usuarios no avanzados para operar , hacer que la RM prohibitivamente caro para el uso rutinario. Con respecto a la ecocardiografía, existen desventajas significativas a la forma en que se mide la función cardíaca. Los datos producidos por la mayoría de los exámenes ecocardiográficos son de dos dimensiones, y con el fin de obtener los volúmenes, las suposiciones geométricas deben hacerse 19. Además, la mala repr intra e inter-observadoroducibility es otra limitación importante de esta técnica. Radioisótopos de imágenes por tomografía de emisión de fotón único (SPECT) y tomografía por emisión de positrones (PET) se utilizan principalmente para la evaluación de la perfusión miocárdica y el metabolismo 17,20,21. Sin embargo, la resolución espacial limitada de estas modalidades de imagen hace que la imagen cardiaca en ratones desafiantes. Por otra parte, con el advenimiento de la tecnología de detector de panel plano que permite una mejor sensibilidad de rayos X y los tiempos de lectura más rápidos, el estado actual de la técnica sistemas de MicroCT ahora pueden proporcionar cardiorrespiratoria cerrada en tres dimensiones (3D) y de cuatro dimensiones ( 4D) imágenes de resonancia magnética de la calidad de grado. Son los costes de mantenimiento prácticamente libre y fácil de manejar por los usuarios no avanzados. Así, tales instrumentos MicroCT pueden ser muy adecuado para el examen de rutina de los pequeños animales como modelos de enfermedad humana. Lo más importante, con el desarrollo de un nuevo agente de contraste yodado preclínica, sevaluación funcional y metabólica imultaneous del corazón se hizo posible 22-24. Este agente de contraste contiene una alta concentración de yodo (160 mg / ml), produciendo un fuerte contraste de sangre de la piscina después de su administración intravenosa que permite imágenes in vivo de la vasculatura y las cámaras del corazón. Al cabo de una hora después de la administración, un aumento continuo de contraste de miocardio asociado con su absorción metabólica se puede observar, por lo tanto el mismo agente de contraste se puede utilizar para la evaluación de aturdimiento miocárdico y viabilidad. El objetivo de la técnica descrita en este manuscrito es permitir a los investigadores a utilizar el sistema microTC de alta velocidad con intrínseca compuerta cardiorrespiratoria, en conjunción con la sangre de la piscina agente de contraste yodado, para determinar la función global y regional del miocardio, junto con la perfusión miocárdica y viabilidad en ratones sanos y en un modelo de ratón de isquemia cardiaca inducida por la oclusión permanentede la arteria descendente anterior coronaria (LAD). Mediante el uso de esta técnica modelo animal y de formación de imágenes, una rápida evaluación de los parámetros cardíacos más importantes se puede realizar de forma repetitiva con una sola modalidad de imagen y sin la necesidad de procedimientos invasivos o la necesidad de sacrificar los animales. La técnica se puede realizar para evaluar nuevas estrategias preventivas y terapéuticas.

<table><tbody><tr><td>Sistema de imagen Quantum FX MicroCT</td><td>PerkinElmer, Hopkinton, MA, EE. UU</td><td></td>. Sistema de micro <td>tomografía computarizada</td></tr><tr><td>XGI-8 Sistema de anestesia</td><td>PerkinElmer, Hopkinton, MA, EE.</td><td>UU. Cat. Nº 118918</td><td>Sistema de anestesia gaseosa</td></tr><tr><td>Analyze 12.0 Software</td><td>Analyze Direct, Overland Park, KS, EE. UU</td><td></td>. <td>Software de visualización y análisis para imágenes</td></tr><tr><td>eXIA160 MicroCT Contrast</td><td>Binitio Biomedical, Ottawa, ON, CANADÁ</td><td>Cat. No. eXIA160-01; eXIA160-02; eXIA160-03; eXIA160-04; eXIA160-05</td><td>Radiocontraste a base de yodo para imágenes MicroCT</td></tr><tr><td>Isoflurano Pharmachemie</td><td>BV, Haarlem, Países Bajos</td><td>Cat. No. 45.112.110</td><td>anestesia inhalatoria</td></tr><tr><td>1/2CC U-100 28G1/2 Jeringa de insulina</td><td>Becton Dickinson and Company, USA</td><td>Cat. Nº 329461</td><td>Jeringas de insulina con interior estéril</td></tr><tr><td>Microscopio Leica tipo M80</td><td>Leica Microsystems BV, Eindhoven, Países Bajos</td><td></td><td>Microscopio estereoscópico con zoom</td></tr></tbody></table>

en vivo evaluación cuantitativa de la estructura miocárdica, la función, perfusión y viabilidad usando computarizada micro-tomografía cardiaca

In Vivo Quantitative Assessment of Myocardial Structure, Function, Perfusion and Viability Using Cardiac Micro-computed Tomography

El uso de la microtomografía computarizada (MicroCT) para estudios in vivo de animales pequeños como modelos de enfermedades humanas ha aumentado enormemente debido al hecho de que MicroCT proporciona datos anatómicos tridimensionales (3D) cuantitativos de alta resolución de forma no destructiva y longitudinal. Y lo que es más importante, con el desarrollo de un nuevo agente de contraste yodado preclínico llamado eXIA160, se hizo posible la evaluación funcional y metabólica del corazón. Sin embargo, antes de la llegada de los escáneres comerciales de MicroCT equipados con tecnología de detector de panel plano de rayos X y una compuerta cardiorrespiratoria fácil de usar, los estudios preclínicos de enfermedades cardiovasculares (ECV) en animales pequeños requerían un tecnólogo de MicroCT con habilidades avanzadas y, por lo tanto, no eran prácticos para una implementación generalizada. El objetivo de este trabajo es proporcionar una guía práctica para el uso del sistema Quantum FX MicroCT de alta velocidad para la determinación integral de la función miocárdica global y regional junto con la evaluación de la perfusión miocárdica, el metabolismo y la viabilidad en ratones sanos y en un modelo de ratón con isquemia cardíaca inducida por oclusión permanente de la arteria coronaria descendente anterior izquierda (LAD).

MicroTC adquisición, reconstrucción de imágenes, y evaluación de la calidad de imagen. Cuatro ratones C57BL / 6, tres con oclusión LAD permanente y una operación simulada, con éxito recuperado de la cirugía y completado el protocolo de formación de imágenes que consistía en una administración en bolo intravenosa del agente de contraste individual y dos adquisiciones MicroCT cardiorrespiratorias 4,5 min. La frecuencia cardíaca media durante los estudios MicroCT fue de 385 ± 18 latidos por minuto. Telediastólico y telesistólico reconstrucción de la imagen utilizan patentada compuerta intrínseca basada en imágenes, en el que dedica dispositivos respiratorios y monitorización cardiaca tales como derivaciones de ECG y sensor neumático respiratoria no fueron necesarios. Después de la reconstrucción, la calidad de la imagen de ambos telediastólico y telesistólico conjuntos de datos fue visto de antemano el uso de software de visualización 2D. La calidad de la imagen se ha encontrado satisfactorio y no había necesidadpara realizar adquisiciones de imagen adicionales. Por lo tanto, todos los datos informados se obtuvieron a partir de dos lecturas por ratón; la primera exploración tomada 10 minutos después de la inyección durante la fase de acumulación de sangre del contraste, y la segunda exploración adquirió después de la inyección de 3-4 horas durante la fase de absorción metabólica del contraste. Representante agrupación de sangre a corto axiales telediastólico y telesistólico secciones transversales de un corazón de ratón con infarto de miocardio (Figura 1) y de un corazón de ratón y sin infarto de miocardio (Figura 2) demostró una excelente delimitación cavidad ventricular izquierda con poco ruido de fondo , lo que permite la evaluación anatómica y funcional precisa. Las áreas de contraste de rarefacción que corresponden a un infarto de miocardio estaban bien demarcados en las imágenes axiales corto del corazón de ratón sometido a la ligadura de la arteria coronaria LAD (Figura 1), pero no en el animal simulacro de operar (Figura 2). Evaluación cuantitativa de la función ventricular izquierda. segmentaciones 3D basados ​​en umbrales se realizaron en dos volúmenes telediastólico y telesistólico para determinar el volumen del ventrículo izquierdo de fin de diástole (VTDVI) y del ventrículo izquierdo volumen telesistólico (VTS) en cada animal. Volumen sistólico del ventrículo izquierdo (LVSV), fracción de eyección ventricular izquierda (FEVI) y el gasto cardíaco (CO) se calcularon a partir VTDVI y VTSVI de acuerdo con las fórmulas descritas en la Sección 5. Los resultados de las mediciones de volumen y funcionales globales se resumen en la Tabla 1 . Tres horas después de la ligadura, el normalizado para el peso corporal del animal significa VTDVI no fue diferente entre el grupo de infarto de miocardio y el animal con operación simulada (2,8 ± 0,23 vs. 2,3). Sin embargo, el peso corporal media normalizada VTS fue mayor en el grupo de infarto de miocardio (2,1 ± 0,31 vs. 0,92). CorrespondienteLy, la FEVI media y el gasto cardíaco (CO) en ratones con oclusión de la arteria coronaria LAD fueron más bajos en comparación con el ratón con operación simulada (23,1% ± 7,1% frente a 60,5%, y 0,26 ml ± 0,08 ml vs. 0,55 ml respectivamente ). Evaluación cuantitativa de miocardio LV masa y el tamaño del infarto. Tanto la masa del ventrículo izquierdo del miocardio (LVMM) y el índice de masa miocárdica ventricular izquierda (LVMMI) se determinaron en función del epicardio y del endocardio segmentaciones incluyendo los músculos papilares y trabéculas. Ambos reconstrucciones telediastólico y telesistólico fueron procesados ​​y los valores tanto para el grupo de infarto de miocardio y el animal con operación simulada se resumen en la Tabla 1. Volúmenes de infarto de miocardio se determinan con base en contraste rarefacción usando volumetría 3D basada en el umbral. Como se muestra en la Tabla 1, tres horas después de LAD coronary ligadura de la arteria las zonas de riesgo (AAR) en el ratón 1, 2 y 3 fueron 22,4%, 13,3% y 15,8%, respectivamente, de la LVMM. Imágenes de perfusión miocárdica (MPI). Representante de la trama muestra polares circunferenciales telesistólicas (Ojo de toros parcelas polares) de perfusión miocárdica en un ratón con infarto de miocardio (Mouse 1) y un ratón sin infarto de miocardio (ratón 4) telediastólico y se muestran en las figuras 3 y 4. Las imágenes utilizadas para producir las parcelas fueron adquiridas 10 minutos después de la administración del agente de contraste y 3 horas después de la ligadura de LAD. Los valores homosegmental telediastólico y telesistólico obtenidos del mismo animal no fueron diferentes. Sin embargo, se observó a mediados de hypoenhancement anterior, media-inferolateral, a mediados de anterolateral, anterior apical y segmentos laterales apicales de un ratón con infarto deinfarto, alteraciones que demuestran en el flujo sanguíneo coronario causados ​​por oclusión de la arteria LAD (Figura 3). No existe tal deterioro se pudo observar en el corazón del animal con operación simulada (Figura 4). La viabilidad miocárdica y Metabolismo. Representante de la trama muestra polares circunferenciales telesistólicas (Ojo de toros parcelas polares) de captación miocárdica metabólico en un ratón con infarto de miocardio (Mouse 1) y un ratón sin infarto de miocardio (ratón 4) telediastólico y se muestran en las figuras 7 y 8. Las imágenes utilizadas para producir las parcelas fueron adquiridas 3-4 horas después de la administración de contraste y 5-6 horas después de la ligadura de LAD. captación de contraste de miocardio diferente podría también ser observado visualmente en secciones transversales de corta axial de un corazón de ratón que se sometió a LAD oclusión de la arteria coronaria ( <strong&gt; Figura 5), pero no en el ratón con operación simulada (Figura 6). Los valores homo-segmentarias telediastólico y telesistólico obtenidos del mismo animal no fueron diferentes. Los diagramas polares periféricas mostraron el segmento específico de anomalías (Figura 7) con patrón similar a los que se muestran en los mapas de perfusión miocárdica (Figura 2). No hay defectos de captación de contraste fueron vistos en los diagramas polares circunferenciales del ratón operación simulada (Figura 8). Evaluación cuantitativa de LV función regional. La calidad de la imagen era satisfactoria para llevar a cabo la evaluación visual del movimiento del ventrículo izquierdo y engrosamiento de las reconstrucciones telediastólico y telesistólico en todos los ratones fotografiados. El movimiento de la pared del VI, espesantes y fracción de eyección regional puntuaciones para cada segmento de un ratón con y sin mi<html> infarto ocardial se da en la Figura 9 y la Figura 10. Como se esperaba, la ligadura de la arteria coronaria LAD resultó en marcada disminución de los índices funcionales regionales LV (Figura 9), mientras que no se observó ningún efecto en el ratón con operación simulada (figura 10). <img alt="Figura 1" src="/files/ftp_upload/53603/53603fig1.jpg" /> Figura 1. Representante agrupación de sangre a corto axial de fin de diástole (A) y de fin de sístole (B) secciones transversales de un corazón de ratón con infarto de miocardio (ratón 1). Las imágenes fueron adquiridas 3 horas después de la oclusión de la arteria coronaria LAD y 10 min después de la administración de contraste. El contraste negativo señalado por las flechas de color amarillo se debe a la falta de contraste opacificación de la región infartada. /53603/53603fig2.jpg &quot;/&gt; Figura 2. Representante agrupación de sangre a corto axial de fin de diástole (A) y de fin de sístole (B) secciones transversales de un corazón de ratón sin infarto de miocardio (ratón 4). Las imágenes fueron adquiridas 3 horas después de la operación simulada y 10 minutos después de la administración de contraste. opacificación de contraste es presentar de forma homogénea en todas las rebanadas de miocardio. <img alt="figura 3" src="/files/ftp_upload/53603/53603fig3.jpg" /> Figura 3. Representante de la trama muestra polares circunferenciales telesistólicas (Ojo de toros parcelas polares) de perfusión miocárdica en un ratón con infarto de miocardio (ratón? 1) telediastólico y. (A) El ventrículo izquierdo se subdivide en basal, a mediados de la cavidad, y las porciones de corta axial apicales de acuerdo con el modelo de 17 segmentos AHA 25. perfusión diferente es claramente visible a mediados de anterior, media-inferolateral, medianoanterolateral, anterior apical y segmentos laterales apicales. Los valores mostrados representan los medios de segmentar en unidades Hounsfield ± desviaciones estándar. (B) los mapas de perfusión miocárdica se muestran sin subdivisión en 17 segmentos. No se muestra el centro de la parcela correspondiente a la punta del corazón (segmento 17). <img alt="Figura 4" src="/files/ftp_upload/53603/53603fig4.jpg" /> Figura 4. Representante de la trama muestra polares circunferenciales telesistólicas (Ojo de toros parcelas polares) de perfusión miocárdica en un ratón sin infarto de miocardio (4) mouse telediastólico y. (A) El ventrículo izquierdo se subdivide en basal, a mediados de la cavidad, y las porciones de corta axial apicales de acuerdo con el modelo de 17 segmentos AHA 25. perfusión similar está presente en todos los segmentos. Los valores mostrados representan los medios de segmentar en unidades Hounsfield ± desviaciones estándar. (B) mapas de perfusión miocárdica se muestran sin subdivisión en 17 segmentos. No se muestra el centro de la parcela correspondiente a la punta del corazón (segmento 17). <img alt="La Figura 5" src="/files/ftp_upload/53603/53603fig5.jpg" /> Figura 5. absorción metabólica Representante corto axial de fin de diástole (A) y de fin de sístole (B) secciones transversales de un corazón de ratón con infarto de miocardio (ratón 1). Las imágenes fueron adquiridas 6-7 horas después de la oclusión de la arteria coronaria LAD y 3-4 horas después de la administración de contraste. El contraste negativo señalado por las flechas blancas se debe a la falta de captación de contraste metabólico en la región infartada. <img alt="Figura 6" src="/files/ftp_upload/53603/53603fig6.jpg" /> Figura 6. absorción metabólica Representante corto axial de fin de diástole ( <strong&gt; A) y de fin de sístole (B) secciones transversales de un corazón de ratón sin infarto de miocardio (ratón 4). Las imágenes fueron adquiridas 6-7 horas después de la operación simulada y 3-4 horas después de la administración de contraste. absorción metabólica del miocardio de contraste es presentar de forma homogénea en todos los cortes. <img alt="Figura 7" src="/files/ftp_upload/53603/53603fig7.jpg" /> Figura 7. representativos telediastólico y telesistólico circunferenciales gráfico aparecen polares (Ojo de toros parcelas polares) de absorción metabólica del miocardio en un ratón con infarto de miocardio. (A) El ventrículo izquierdo se subdivide en basal, a mediados de la cavidad, y apical corta -axial porciones de acuerdo con el modelo de 17 segmentos AHA 25. absorción metabólica diferente es claramente visible a mediados de anterolateral, anterior apical, apical inferior y laterales segmentos apicales. Los valores mostrados representan los medios segmentarias en Hounsfield units ± desviaciones estándar. (B) los mapas de absorción metabólica del miocardio se muestran sin subdivisión en 17 segmentos. No se muestra el centro de la parcela correspondiente a la punta del corazón (segmento 17). <img alt="Figura 8" src="/files/ftp_upload/53603/53603fig8.jpg" /> Figura 8. Representante telediastólico y telesistólico circunferenciales gráfico aparecen polares (Ojo de toros parcelas polares) de absorción metabólica del miocardio en un ratón sin infarto de miocardio. (A) El ventrículo izquierdo se subdivide en basal, a mediados de la cavidad, y apical corta -axial porciones de acuerdo con el modelo de 17 segmentos AHA 25. absorción metabólica diferente es claramente visible a mediados de anterolateral, anterior apical, apical inferior y laterales segmentos apicales. Los valores mostrados representan los medios de segmentar en unidades Hounsfield ± desviaciones estándar. (B) Metaboli miocardiomapas de captura de C se muestran sin subdivisión en 17 segmentos. No se muestra el centro de la parcela correspondiente a la punta del corazón (segmento 17). <img alt="Figura 9" src="/files/ftp_upload/53603/53603fig9.jpg" /> Figura 9. movimiento Representante pared miocárdica (mm), engrosamiento de la pared (%), y la fracción de eyección regional (%) presentaciones de gráficos polares circunferenciales (Bulls Eye diagramas polares) de un ratón con infarto de miocardio. (A) El ventrículo izquierdo se subdivide en basales, a mediados de la cavidad, y las porciones de corta axial apicales de acuerdo con el modelo de 17 segmentos AHA 25. La presencia de las regiones, y disquinéticas hipocinéticas, akinetic a mediados de la cavidad y las porciones apicales denotan defecto extenso infarto. (B) Los mapas regionales de medición de miocardio se muestran sin subdivisión en 17 segmentos. El centro de la parcela correspondiente a la punta del corazón (segmento 17) esno mostrada. <img alt="Figura 10" src="/files/ftp_upload/53603/53603fig10.jpg" /> Figura 10. movimiento Representante pared miocárdica (mm), engrosamiento de la pared (%), y la fracción de eyección regional (%) presentaciones de gráficos polares circunferenciales (Bulls Eye diagramas polares) de un ratón sin infarto de miocardio. (A) El ventrículo izquierdo se subdivide en basales, a mediados de la cavidad, y las porciones de corta axial apicales de acuerdo con el modelo de 17 segmentos AHA 25. No se detecta ninguna anomalía aparente. (B) Los mapas regionales de medición de miocardio se muestran sin subdivisión en 17 segmentos. No se muestra el centro de la parcela correspondiente a la punta del corazón (segmento 17). <img alt="tabla 1" src="/files/ftp_upload/53603/53603table1.jpg" /> Tabla 1. volúmenes del ventrículo izquierdo y AAM mundiales índices funcionales. ured en tres ratones 3 horas después de la oclusión de la arteria coronaria LAD y en un ratón con operación simulada * BPM, las pulsaciones por minuto; VTDVI, dejó el volumen diastólico final del ventrículo; VTSVI, dejó el volumen sistólico final del ventrículo; LVSV, del ventrículo izquierdo volumen sistólico; FEVI: fracción de eyección del ventrículo izquierdo; CO, el gasto cardíaco; LVMV TOTALES, del ventrículo izquierdo volumen total de infarto; LVMM, masa del ventrículo izquierdo del miocardio; LVMMI, ventricular izquierda índice de masa miocárdica; LVMV MI, del ventrículo izquierdo volumen de infarto de miocardio; % LVMIS,% ventricular izquierda el tamaño del infarto de miocardio.

Este método describe el uso de la tomografía microcomputarizada cuántica (MicroCT) para evaluar la morfología cardíaca, la función, la perfusión, el metabolismo y la viabilidad con el agente de contraste yodado en ratones con isquemia miocárdica inducida experimentalmente. La técnica se puede aplicar para la obtención de imágenes longitudinales in vivo no destructivas de alto rendimiento de varios modelos animales de enfermedades cardíacas humanas.

En Vivo evaluación cuantitativa de la estructura miocárdica, la función, perfusión y viabilidad Usando computarizada micro-tomografía cardiaca

The use of Micro-Computed Tomography (MicroCT) for in vivo studies of small animals as models of human disease has risen tremendously due to the fact that ...

El objetivo general de este procedimiento es demostrar el uso de la microtomografía computarizada de alta velocidad en la obtención de imágenes con compuerta intrínseca cardiorespiratoria para evaluar las funciones miocárdicas globales y regionales en un modelo de isquemia cardíaca en ratón. Este método puede ayudar a responder preguntas clave en la fisiopatología cardíaca, como ¿cuáles son los efectos de la patología o de tratamientos farmacológicos sobre la función miocárdica global y regional? La principal ventaja de esta técnica es que proporciona una evaluación rápida, longitudinal y no invasiva de los parámetros cardíacos más importantes, que puede realizarse fácilmente por personal no especializado.Las implicaciones de esta técnica se extienden hacia la terapia de enfermedades cardiovasculares. Puede utilizarse como una herramienta preclínica para obtener una visión más profunda del desarrollo de enfermedades cardíacas. Nicole van Vliet, una técnica, junto con Elza van Deel, quien es posdoctoranda, e Yanto Ridwan, otro técnico de nuestro laboratorio, demostrarán el procedimiento.Comience haciendo una pequeña incisión en la piel de un ratón de 12 semanas de edad entre la segunda y la tercera costilla. Luego, utilizando ganchos pequeños, separe los músculos del tórax para exponer los músculos intercostales. A continuación, use tijeras de resorte con hoja curva de dos milímetros para cortar cuidadosamente el tercer músculo intercostal sin dañar los pulmones.Luego, utilizando fórceps, rompa el pericardio y use un trozo de gasa húmeda para separar los pulmones. Reposicione los ganchos hacia el interior del tórax de manera que sea visible una gran parte de la pared libre del ventrículo izquierdo y una porción de la aurícula izquierda. A continuación, utilizando la aurícula como punto de referencia para localizar la arteria coronaria izquierda, pase una sutura quirúrgica de seda siete ceros por debajo de la arteria coronaria izquierda y anude la sutura a dos milímetros por debajo del borde de la aurícula izquierda para estandarizar el tamaño del infarto.Después de confirmar visualmente el éxito de la inducción del infarto mediante el palidecimiento de la pared libre del ventrículo izquierdo, insufle cuidadosamente el pulmón y cierre herméticamente el tórax con una sutura quirúrgica de seda seis ceros. Limpie la herida con solución salina y use más suturas de seda para cerrar la piel, seguido de la aplicación de un aerosol para heridas para estimular la cicatrización y prevenir infecciones. A continuación, coloque al ratón en una jaula sobre una almohadilla calefactora hasta que se recupere completamente.Tres a cuatro horas después de la cirugía, encienda el escáner de microTC, abra el software de control del microTC y caliente el tubo de rayos X. Luego, trate el tapón de hule del vial de un agente de contraste yodado con alcohol al 70 % y use una jeringa de bajo volumen muerto para extraer entre cinco y diez microlitros del agente por gramo del peso corporal del animal. Después de eliminar las burbujas de aire, limpie la cola del ratón anestesiado con alcohol al 70 % y dilate con calor las venas de la cola.Inyecte el agente de contraste en una vena lateral de la cola. Cuando aparezca el botón de modo en vivo en el software de control, el tubo de rayos X estará listo. Inserte la cubierta de pequeño orificio y la camilla para animales pequeños.Haga clic en el botón de nueva base de datos en la ventana de la base de datos e ingrese un nombre para la nueva base de datos. Cuando aparezca el cuadro de diálogo, haga clic en el botón examinar y navegue hasta la unidad donde se guardará la base de datos. Luego haga clic en aceptar y observe la nueva base de datos en la ventana de la base de datos.Para establecer las condiciones de escaneo, seleccione los parámetros adecuados. Coloque ahora el ratón inyectado y anestesiado sobre la camilla del animal en el escáner y deslice la puerta del instrumento hacia la derecha para activar el bloqueo de seguridad. Haga clic en el botón de modo en vivo para ver al sujeto en tiempo real y observe la ventana de captura de rayos X y al animal.Pulse los botones de avance y retroceso del control del eje Z de la plataforma para mover la camilla del animal hasta que el tórax del ratón esté dentro del campo de visión. Luego, utilice las flechas izquierda y derecha del control de la camilla del animal para posicionar al animal dentro del cuadro delimitador azul. Seleccione 90 en la lista desplegable de control de rotación en la ventana del software de control y haga clic en el botón establecer para rotar el bastidor, asegurándose de que el animal permanezca dentro del cuadro delimitador azul de la ventana de captura X.En la ventana de captura X, haga clic con el botón izquierdo del ratón para redimensionar la región de interés cardiorespiratoria. Arrastre los bordes para que las trazas cardiorespiratorias sean claramente visibles en la vista de sincronización. Presione la posición inicial y redimensione la región de interés para lo cardiorespiratorio.Asegúrese de que la región de interés cubra el diafragma y la porción apical del corazón en todas las posiciones del gabinete. Luego gire el gabinete 90 grados para verificar que las trazas cardiorespiratorias sigan siendo claramente visibles. Cuando el animal esté en posición, haga clic en el botón de escaneo de TC para iniciar la adquisición.Aparecerá el mensaje de confirmación de la tomografía computarizada. Haga clic en sí. El indicador rojo de activación de rayos X encenderá el instrumento y comenzará el escaneo.Al finalizar el escaneo, observe las vistas transversal, coronal y sagital de las reconstrucciones en un software visor 2D. Finalmente, retire al animal del escáner y monitórelo hasta que se recupere completamente. Aquí se muestran secciones transversales representativas del compartimento sanguíneo en eje corto, en diástole final y sístole final, de un corazón de ratón con infarto de miocardio.En estas imágenes, cortes transversales cortos axiales en diástole final y sístole final de un corazón de ratón sin infarto de miocardio muestran una excelente delimitación de la cavidad ventricular izquierda con poco ruido de fondo. Observe cómo las áreas de rarefacción del contraste, correspondientes al infarto de miocardio, se delimitaron claramente en las imágenes cortas axiales del corazón de ratón sometido a ligadura de la arteria coronaria descendente anterior izquierda. Pero no en el animal operado simulado.De acuerdo con el modelo de 17 segmentos de la Asociación Americana del Corazón, el ventrículo izquierdo puede subdividirse en porciones cortas axiales basal, media y apical. En estos representativos gráficos polares circunferenciales, se observa claramente una perfusión desigual en los segmentos medio-anterior, medio-inferolateral, medio-anterolateral, apical anterior y apical lateral en el ratón con infarto de miocardio en comparación con el animal sometido a cirugía simulada. Una vez dominada, la inducción del infarto de miocardio puede completarse en 45 minutos, mientras que la posterior imagenología por microTC requiere cuatro horas.Al intentar este procedimiento, es importante recordar que el rendimiento funcional cardíaco depende del tipo y grado de anestesia. Por lo tanto, para obtener mediciones precisas, la frecuencia cardíaca debe mantenerse lo más fisiológica posible durante la adquisición de imágenes. Después de su desarrollo, esta técnica allanó el camino para que los investigadores en el campo de la farmacología exploraran estrategias de intervención en ratones y analizaran el impacto de estrategias terapéuticas en la progresión de la enfermedad.Después de ver este video, debería tener una buena comprensión de la cirugía de infarto de miocardio y saber cómo utilizar el sistema de microCT de alta velocidad junto con el agente de contraste basado en yodo para el espacio vascular. No olvide que trabajar con isoflurano puede ser peligroso y que siempre se deben tomar precauciones, como una buena ventilación, al realizar este procedimiento.

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Bioingeniería

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La ecocardiografía se utiliza comúnmente para caracterizar y cuantificar de forma no invasiva los cambios en la estructura y función cardíaca. Describimos un algoritmo de imagen ultrasonido-basado que ofrece una medida sustituta mejorada de microestructura del miocardio y se puede realizar usando el software de análisis de imagen de acceso abierto.

Evaluación ultrasónica de la microestructura miocárdica

Este protocolo describe un nuevo método para la comparación 3D de tejido de miocardio de todo el corazón con MRI. Esto está diseñado para la evaluación precisa de inyecciones intramiocárdicas en la zona fronteriza del infarto de un modelo porcino crónica de un infarto de miocardio.

El análisis del tejido de miocardio entero en 3D del corazón

Este artículo describe una metodología detallada del uso de un caucho de silicón radiopaco con base de plomo para inundar la vasculatura murina para la cuantificación del diámetro aórtico en un modelo murino de aneurisma aórtico y disección.

Análisis de Micro-CT cuantitativa de Aortopathy en un modelo murino de disección y aneurisma de la aorta inducida por β-oxidasa

Este estudio describe un protocolo integral de resonancia magnética cardiovascular (CMR) para cuantificar los parámetros funcionales del ventrículo izquierdo del corazón de ratón. El protocolo describe la adquisición, el post-procesamiento y el análisis de las imágenes CMR, así como la evaluación de diferentes parámetros funcionales cardíacos.

Cuantificación de la función ventricular izquierda del corazón de ratón, la distensión miocárdica y las fuerzas hemodinámicas mediante imágenes de resonancia magnética cardiovascular

Este protocolo presenta una colección de datos geométricos de sarcómeros, calcio y macroscópicos de una trabécula cardíaca que se contrae activamente ex vivo. Estas mediciones simultáneas son posibles gracias a la integración de tres modalidades de imagen.

Imágenes tomográficas simultáneas de campo brillante, fluorescencia y coherencia óptica de trabéculas cardíacas contacciones ex vivo

Aquí, presentamos un protocolo para obtener imágenes de micro tomografía computarizada de alta resolución de corazones enteros de mamíferos grandes sanos y patológicos con mejora de contraste selectivo de colágeno.

Técnicas de preparación de tejidos para imágenes de microtomografía computarizada mejoradas con contraste de modelos cardíacos de mamíferos grandes con enfermedades crónicas

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.

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

El presente ensayo de cloruro de 2,3,5-Trifeniltetrazolio (TTC) introduce un protocolo de tinción TTC refinado que permite el análisis de lesiones miocárdicas a resolución microscópica, produciendo imágenes de alta calidad que permiten una evaluación precisa y fiable del tamaño del infarto y la viabilidad del cardiomiocito a nivel celular.

Un ensayo microscópico de cloruro de 2,3,5-trifeniltetrazolio para un análisis preciso y fiable de la lesión miocárdica

Aprenda a evaluar la función miocárdica global y regional en ratones con isquemia cardíaca mediante microtomografía computarizada de alta velocidad con contraste yodado. Esta técnica no invasiva permite estudios longitudinales rápidos.

En Vivo evaluación cuantitativa de la estructura miocárdica, la función, perfusión y viabilidad Usando computarizada micro-tomografía cardiaca (Video) | JoVE Journal

En Vivo evaluación cuantitativa de la estructura miocárdica, la función, perfusión y viabilidad Usando computarizada micro-tomografía cardiaca

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