Name: Imágenes de resonancia magnética de cine 3D del movimiento respiratorio en ratones y ratas con ventilación mecánica (Video) | JoVE Journal
Uploaded: 2025-09-19T12:30:00.000+00:00
Duration: 8 min 22 s
Description: Aprende a realizar imágenes de resonancia magnética de cine 3D en ratones y ratas con ventilación mecánica. Este método permite estudiar los efectos de la PEEP sobre la dinámica torácica y prevenir lesiones pulmonares.

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<ol><li>Bassi, T., Taran, S., Girard, T. D., Robba, C., Goligher, E. C. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Ventilator-associated+brain+injury%3A+A+new+priority+for+research+in+mechanical+ventilation%5BTitle%5D)+AND+%22Am+J+Respir+Crit+Care+Med%22%5BJournal%5D)">Ventilator-associated brain injury: A new priority for research in mechanical ventilation.</a> Am J Respir Crit Care Med. 209 (10), 1186-1188 (2024).</li>
<li>Slutsky, A. S., Ranieri, V. M. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Ventilator-induced+lung+injury%5BTitle%5D)+AND+%22N+Engl+J+Med%22%5BJournal%5D)">Ventilator-induced lung injury.</a> N Engl J Med. 369 (22), 2126-2136 (2013).</li>
<li>Levine, S., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Rapid+disuse+atrophy+of+diaphragm+fibers+in+mechanically+ventilated+humans%5BTitle%5D)+AND+%22N+Engl+J+Med%22%5BJournal%5D)">Rapid disuse atrophy of diaphragm fibers in mechanically ventilated humans.</a> N Engl J Med. 358 (13), 1327-1335 (2008).</li>
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<li>Damiani, L. F., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Impact+of+reverse+triggering+dyssynchrony+during+lung-protective+ventilation+on+diaphragm+function%3A+An+experimental+model%5BTitle%5D)+AND+%22Am+J+Respir+Crit+Care+Med%22%5BJournal%5D)">Impact of reverse triggering dyssynchrony during lung-protective ventilation on diaphragm function: An experimental model.</a> Am J Respir Crit Care Med. 205 (6), 663-673 (2022).</li>
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<li>Li, H., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Technical+aspects+of+small+animal+CMR+imaging%5BTitle%5D)+AND+%22Front+Phys%22%5BJournal%5D)">Technical aspects of small animal CMR imaging.</a> Front Phys. 8, ARTN 183(2020).</li>
<li>Daal, M. R. R., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Quantification+of+mouse+heart+left+ventricular+function%2C+myocardial+strain%2C+and+hemodynamic+forces+by+cardiovascular+magnetic+resonance+imaging%5BTitle%5D)+AND+%22J+Vis+Exp%22%5BJournal%5D)">Quantification of mouse heart left ventricular function, myocardial strain, and hemodynamic forces by cardiovascular magnetic resonance imaging.</a> J Vis Exp. (171), e62595(2021).</li>
<li>Gottwald, L. M., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Pseudo-spiral+sampling+and+compressed+sensing+reconstruction+provides+flexibility+of+temporal+resolution+in+accelerated+aortic+4D+flow+MRI%3A+A+comparison+with+k-t+principal+component+analysis%5BTitle%5D)+AND+%22NMR+Biomed%22%5BJournal%5D)">Pseudo-spiral sampling and compressed sensing reconstruction provides flexibility of temporal resolution in accelerated aortic 4D flow MRI: A comparison with k-t principal component analysis.</a> NMR Biomed. 33 (4), e4255(2020).</li>
<li>Sudy, R., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Different+contributions+from+lungs+and+chest+wall+to+respiratory+mechanics+in+mice%2C+rats%2C+and+rabbits%5BTitle%5D)+AND+%22J+Appl+Physiol+%281985%29%22%5BJournal%5D)">Different contributions from lungs and chest wall to respiratory mechanics in mice, rats, and rabbits.</a> J Appl Physiol (1985). 127 (1), 198-204 (2019).</li>
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<li>Caro, A. C., Hankenson, F. C., Marx, J. O. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Comparison+of+thermoregulatory+devices+used+during+anesthesia+of+C57BL%2F6+mice+and+correlations+between+body+temperature+and+physiologic+parameters%5BTitle%5D)+AND+%22J+Am+Assoc+Lab+Anim+Sci%22%5BJournal%5D)">Comparison of thermoregulatory devices used during anesthesia of C57BL/6 mice and correlations between body temperature and physiologic parameters.</a> J Am Assoc Lab Anim Sci. 52 (5), 577-583 (2013).</li>
<li>Tang, M., Yamamoto, T. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Progress+in+Understanding+Radiofrequency+Heating+and+Burn+Injuries+for+Safer+MR+Imaging%5BTitle%5D)+AND+%22Magn+Reson+Med+Sci%22%5BJournal%5D)">Progress in Understanding Radiofrequency Heating and Burn Injuries for Safer MR Imaging.</a> Magn Reson Med Sci. 22 (1), 7-25 (2023).</li>
<li>Munting, L. P., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Influence+of+different+isoflurane+anesthesia+protocols+on+murine+cerebral+hemodynamics+measured+with+pseudo-continuous+arterial+spin+labeling%5BTitle%5D)+AND+%22NMR+Biomed%22%5BJournal%5D)">Influence of different isoflurane anesthesia protocols on murine cerebral hemodynamics measured with pseudo-continuous arterial spin labeling.</a> NMR Biomed. 32 (8), e4105(2019).</li>
</ol>

<table><tbody><tr><td><fuerte>Equipo</fuerte></td><td></td><td></td><td></td></tr><tr><td>&nbsp; Bomba de jeringa dual digital 11 Plus</td><td>Aparato de Harvard (EE. UU.)</td><td>229193-2</td><td>Bomba de jeringa doble con funciones programables para laboratorios</td></tr><tr><td>Acondicionador de señal monocanal y multicanal AccuSens</td><td>Opsens solutions inc. (Canadá)</td><td>ACS-P4-N-62SC</td><td>Se utiliza con sensor de temperatura de fibra óptica para controlar la temperatura corporal</td></tr><tr><td>Sensor de temperatura de fibra óptica</td><td>Opsens solutions inc. (Canadá)</td><td>OTP-M</td><td></td></tr><tr><td>Soporte para ratones</td><td>&Eacute; equipo V&eacute; t&eacute; rinaire Minerve (Francia)</td><td></td><td></td></tr><tr><td>Mousestat Jr.</td><td>Kent-scientific (Estados Unidos)</td><td>MSTAT-JR</td><td>El MouseSTAT Jr. proporciona&nbsp; oximetría de pulso precisa tanto en ratones como en ratas.</td></tr><tr><td>Escáner de RM</td><td>MR Solutions Lt. (Reino Unido)</td><td>MRS-7024</td><td></td></tr><tr><td>Monitorización compatible con RM y Sistema de compuerta para animales pequeños</td><td>SA Instruments, Inc. (Estados Unidos)</td><td>1030</td><td>Módulo RT (módulo de interfaz respiratoria), módulo de control / compuerta ERT, paquete de baterías</td></tr><tr><td>Ventilador compatible con MRI-1</td><td>CWE (EE. UU.)</td><td>12-07000</td><td>Ventilador mecánico adecuado para ventilar pequeños animales en entornos de resonancia magnética. Ventila con un principio basado en el flujo x tiempo controlado por volumen mediante válvulas neumáticas.</td></tr><tr><td>Unidad de control de temperatura multiestación y PCA de alto flujo</td><td>&Eacute; equipo V&eacute; t&eacute; rinaire Minerve (Francia)</td><td></td><td></td></tr><tr><td>Columna PEEP</td><td></td><td></td><td>Columna de medición de fluidos reutilizada</td></tr><tr><td>Ventilador mecánico Physiosuite</td><td>Kent-scientific (Estados Unidos)</td><td></td><td>Ventilador mecánico adecuado para ventilar animales pequeños. Ventila con un principio de control de volumen y regulación de presión.</td></tr><tr><td>Oxímetro de pulso Sensores de pata, compatibles con resonancia magnética</td><td>Kent-scientific (Estados Unidos)</td><td>SPO2-MSE-MRI</td><td>Sensor de patas compatible con resonancia magnética para Mousestat Jr.</td></tr><tr><td>Cuna para ratas</td><td>&Eacute; equipo V&eacute; t&eacute; rinaire Minerve (Francia)</td><td></td><td></td></tr><tr><td>Bobina de RF, Ratón</td><td>MR Solutions Lt. (Reino Unido)</td><td></td><td>Bobina de RF de volumen de ratón de 38 mm para estudios corporales de ratón</td></tr><tr><td>Bobina de RF, Rata</td><td>MR Solutions Lt. (Reino Unido)</td><td></td><td>65mm&nbsp; bobina de RF de volumen de rata para estudios de cuerpos de rata</td></tr><tr><td><fuerte>Herramientas quirúrgicas</fuerte></td><td></td><td></td><td></td></tr><tr><td>Abbocath 14G, 20G, 22G, 24G</td><td>Abbocath</td><td></td><td>14G, 20G, 22G para uso como tubo endotraqueal, 24G para infusión intraperitoneal de anestesia</td></tr><tr><td>Ethilon 3-0&nbsp; FD-1 sutura con aguja</td><td>Ethicon (Estados Unidos)</td><td>663H</td><td></td></tr><tr><td>Fórceps #55</td><td>Dumont (Suiza)</td><td>55</td><td></td></tr><tr><td>Tijeras Metzenbaum</td><td>Herramientas de la ciencia fina (Alemania)</td><td>14017-14</td><td></td></tr><tr><td>Portaagujas</td><td>Herramientas de la ciencia fina (Alemania)</td><td>12005-15</td><td></td></tr><tr><td>Sutura de seda trenzada no absorbible 6/0</td><td>Herramientas de la ciencia fina (Alemania)</td><td>18020-60</td><td></td></tr><tr><td>Tijeras de resorte</td><td>Herramientas de la ciencia fina (Alemania)</td><td>15033-09</td><td></td></tr><tr><td>Tijeras de tenotomía Stevens</td><td>Herramientas de la ciencia fina (Alemania)</td><td>14064-11</td><td></td></tr><tr><td>Pinzas para atar suturas</td><td>Herramientas de la ciencia fina (Alemania)</td><td>18025-10</td><td></td></tr><tr><td>Cinta medipore</td><td>3M (ESTADOS UNIDOS)</td><td></td><td></td></tr><tr><td><fuerte>Medicación</fuerte></td><td></td><td></td><td></td></tr><tr><td>Atropina 0,25 mg/ml</td><td></td><td></td><td></td></tr><tr><td>Dexmedetomidina 0.5 mg/mL Dexdormitor</td><td>Orion pharma (Finlandia)</td><td></td><td></td></tr><tr><td>Duratears ungüento para los ojos</td><td>Alcon Nederland BV (Países Bajos)</td><td></td><td></td></tr><tr><td>Isoflurano</td><td>AST pharma (Francia)</td><td></td><td></td></tr><tr><td>Ketamina 100 mg/ml Ketexx</td><td>Alfasan (Países Bajos)</td><td></td><td></td></tr><tr><td>Vaselina vaselina</td><td>Unilever (Países Bajos)</td><td></td><td></td></tr><tr><td>Software</td><td></td><td></td><td></td></tr><tr><td>Elastix</td><td>Instituto de Ciencias de la Imagen, UMC Utrecht (Países Bajos)</td><td></td><td></td></tr><tr><td>Es un chasquido</td><td>Universidad de Pensilvania (EE. UU.)</td><td></td><td></td></tr><tr><td>Matlab 2019a</td><td>Wolfram Research Inc (Estados Unidos)</td><td></td><td></td></tr><tr><td>Microdicom</td><td>Microdicom (Bulgaria)</td><td></td><td></td></tr><tr><td>Retrospectiva</td><td>Ámsterdam UMC (Países Bajos)</td><td></td><td></td></tr></tbody></table>

imágenes de resonancia magnética de cine 3d del movimiento respiratorio en ratones y ratas con ventilación mecánica

3D Cine Magnetic Resonance Imaging of Respiratory Motion in Mechanically Ventilated Mice and Rats

Usando el protocolo descrito en este estudio, escaneamos un grupo de 8 ratones sanos C57BL / 6 WT y 8 ratas Wistar WT con éxito utilizando un escáner de resonancia magnética de 7 Tesla. Pudimos ventilar mecánicamente a los animales a diferentes niveles de PEEP y monitorear parámetros fisiológicos básicos durante el escaneo (Figura 7).
En la Figura 5, se muestra un ejemplo de tres escaneos 2D en el marco espiratorio final de un ratón y una rata en orientación sagital. Como se puede ver, la PEEP introduce un desplazamiento caudal del diafragma en ambos animales, pero en ratones, esto también se acompaña de un ensanchamiento del tórax, indicado por un aumento en el diámetro anteroposterior.
Estas exploraciones de alta calidad muestran que con esta técnica, podemos medir el tamaño de las diferentes partes del tórax y mostrar los efectos de varios ajustes ventilatorios en el movimiento del tórax y el diafragma. El corto tiempo de escaneo permite la comparación dentro de los sujetos de los parámetros de resultado que le interesan, lo que reduce el número requerido de animales. La Tabla 2 muestra los parámetros de resultado de todos los animales.
La Figura 8 muestra las segmentaciones pulmonares de la dinámica espiratoria final en tres niveles de PEEP con el volumen pulmonar correspondiente. Como se esperaba, el aumento de la PEEP resultó en un aumento del volumen pulmonar. Los cines 3D también se muestran como una película en el vídeo complementario 1 y el vídeo complementario 2.
<img alt="Figure 4" class="xfigimg" src="/files/ftp_upload/67474/67474fig04.jpg"> 
Figura 4: Captura de pantalla del software utilizado para reconstruir las imágenes con una puerta retrospectiva de los datos. La compuerta de los datos se basa en la señal del navegador. <a href="https://www.jove.com/files/ftp_upload/67474/67474fig04large.jpg" target="_blank">Haga clic aquí para ver una versión más grande de esta figura.</a>
<img alt="Figure 5" class="xfigimg" src="/files/ftp_upload/67474/67474fig05.jpg"> 
Figura 5: Resultados representativos de imágenes 2D en una rata y un ratón en tres niveles de PEEP, con las dimensiones pulmonar anteroposterior y craneocaudal. <a href="https://www.jove.com/files/ftp_upload/67474/67474fig05large.jpg" target="_blank">Haga clic aquí para ver una versión más grande de esta figura.</a>
<img alt="Figure 6" class="xfigimg" src="/files/ftp_upload/67474/67474fig06.jpg"> 
Figura 6: Captura de pantalla del software utilizado para segmentar los pulmones en los cines 3D. En el panel superior izquierdo, se muestra una vista axial del cine 3D con el pulmón segmentado en rojo. En el panel superior derecho se muestra una vista sagital con el pulmón segmentado en rojo. En el panel inferior izquierdo se muestra un render 3D del pulmón segmentado. En el panel izquierdo-derecho, se muestra una vista coronal con el pulmón segmentado en rojo. <a href="https://www.jove.com/files/ftp_upload/67474/67474fig06large.jpg" target="_blank">Haga clic aquí para ver una versión más grande de esta figura.</a>
<img alt="Figure 7" class="xfigimg" src="/files/ftp_upload/67474/67474fig07.jpg"> 
Figura 7: Parámetros vitales de los animales durante los experimentos. N = 8 ratones (azul), N = 8 ratas (naranja). Los datos se muestran como media con SD. Tenga en cuenta la caída de la frecuencia cardíaca cuando los animales entran en un plano quirúrgico de anestesia. <a href="https://www.jove.com/files/ftp_upload/67474/67474fig07large.jpg" target="_blank">Haga clic aquí para ver una versión más grande de esta figura.</a>
<img alt="Figure 8" class="xfigimg" src="/files/ftp_upload/67474/67474fig08.jpg"> 
Figura 8: Segmentación 3D de los pulmones en tres niveles de PEEP con los volúmenes pulmonares correspondientes. Segmentación de un pulmón de rata en PEEP 0 (columna izquierda), PEEP 3 (columna central) y PEEP 6 (columna derecha). En la fila superior, se muestra el lado posterior de los pulmones. En la fila central se muestra el lado anterior de los pulmones. Los volúmenes que se muestran en la fila inferior se miden dentro de los pulmones renderizados en 3D que son visibles en esta figura. <a href="https://www.jove.com/files/ftp_upload/67474/67474fig08large.jpg" target="_blank">Haga clic aquí para ver una versión más grande de esta figura.</a>
Vídeo complementario 1: Cine 3D de un ratón. <a href="https://www.jove.com/files/ftp_upload/67474/Supplemental_Video1.gif" target="_blank">Haga clic aquí para descargar este video.</a>
Vídeo complementario 2: Cine 3D de una rata. <a href="https://www.jove.com/files/ftp_upload/67474/Supplemental_Video2.gif" target="_blank">Haga clic aquí para descargar este video.</a>
Archivo de codificación complementario 1: Script para registrar las segmentaciones en otras adquisiciones. <a href="https://www.jove.com/files/ftp_upload/67474/Supplemental_Video1.gif" target="_blank">Haga clic aquí para descargar este archivo.</a>

Imágenes de resonancia magnética de cine 3D del movimiento respiratorio en ratones y ratas con ventilación mecánica

The pathophysiology of diaphragm dysfunction in mechanically ventilated patients has yet to be fully understood, and adequate animal models are required ...

3d-cine-magnetic-resonance-imaging-respiratory-motion-mechanically

Research

Investigación

JoVE Journal

Medicine

Medicina

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.

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

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El objetivo del presente artículo es proporcionar una descripción detallada de los procedimientos recomendados para evaluar la función respiratoria en ratones conscientes por Pletismografía de doble cámara.

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