Name: Un protocole d’imagerie par résonance magnétique pour l’Estimation de temps AVC apparition dans l’ischémie cérébrale permanente (Vidéo) | JoVE Journal
Uploaded: 2017-09-16T13:00:00.000+00:00
Duration: 9 min 59 s
Description: Découvrez une méthode d'imagerie par résonance magnétique quantitative pour estimer le temps d'apparition de l'AVC chez le rat. Ce protocole utilise les temps de relaxation T1 et T2 pour identifier les lésions ischémiques avec précision.

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BLM est récipiendaire de la bourse de doctorat EPSRC et a reçu une bourse de voyage à l’Université de Finlande orientale de l’école de psychologie expérimentale, Université de Bristol. MJK est financé par l’Institut de Elizabeth Blackwell et par le Fonds de soutien stratégique international de Wellcome Trust [ISSF2 : 105612/Z/14/Z]. KTJ et OHJG sont financés par l’Académie de Finlande, UEF-cerveau stratégique de financement de l’Université de Finlande orientale et par la Finlande Biocenter. Le travail a été soutenu par The Dunhill Medical Trust [numéro de licence R385/1114].

procédures animaux ont été effectuées conformément aux directives 86/609/CEE du Conseil Directives de la Communauté européenne et approuvés par le Comité de l’urbanisme de l’Université de Finlande orientale, Kuopio, Finlande et animalier.
 1. modèle animal <ol><li>anesthésier des rats Wistar mâles pesant de 300-400 g à l’isoflurane N 2/o 2 flux (70 % / 30 %) grâce à un masque facial pour la durée de l’opération et les expériences de MRI. Induire l’anesthésie sous hotte ventilée. Maintenir un niveau entre 1,5 et 2,4 % isoflurane.
	<ol><li>Profondeur de moniteur de l’anesthésie au cours de la MRI de fréquence via un coussin pneumatique sous le torse de respiration. Absence de réponse à pincer réflexe est considérée comme un signe d’une profondeur suffisante pour l’anesthésie chirurgicale. Alésage de charognard d’isoflurane utilisation attaché à un aimant.</li>
	</ol></li> <li>Occlusion d’artère cérébrale moyenne permanente Perform (OACM) pour induire la focale ischémique. Utiliser le modèle de thread intraluminal pour OACM et effectuer l’opération selon les méthodes indiquées par Longa et al. 22. <ol><li>laisser le fil occlusion (silicium-PTFE monofil trempé filament, diamètre 0,22 mm) en place pour la durée de l’expérience de MRI.</li>
	</ol></li> <li>Analyser les gaz du sang artériel et le pH à l’aide d’un analyseur de sang.
	<ol><li>Pendant l’IRM, moniteur, le rythme de la respiration avec un coussin pneumatique placée sous le torse et la température rectale à l’aide d’une système de surveillance de la température rectale. Maintenir une température proche de 37 ° C à l’aide d’un coussin sous le torse de chauffe-eau.</li>
		<li>Immédiatement après l’OACM, sûr le rat dans un berceau au centre de l’aimant percer à l’aide d’un support de tête de rat. Injecter 2 mL de sérum physiologique par voie intrapéritonéale avant les rats lors du transfert vers l’aimant alésage.</li>
	</ol></li></ol> 2. MRI <ol><li>données de l’IRM acquérir à l’aide d’un 9.4T / aimant horizontal de 31 cm (avec l’insertion de gradient de 12 cm) relié à une console équipée d’un émetteur de volume linéaire activement découplé et quadrature récepteur bobine.</li>
	<li>Scan tous les rats pour jusqu'à 5 h post OACM. À intervalles (60, 120, 180, 240 min poste OACM), acquérir 12 congruente échantillonnés (tranche-écart de 0,5 mm, épaisseur de tranche = 1 mm, champ de vision = 2,56 x 2,56 cm) tranches coronales de la trace du tenseur de diffusion (2.2.1.), (2) T Carr-Purcell-Meiboom-Gill 2.2.2.) et rapide faible Angle tourné T 1 (2.2.3.).
	<ol><li>Obtenir la trace de l’images de tenseur de diffusion (D av = 1/3 trace [D]) avec les trois gradients bipolaires selon chaque axe (la durée de la gradient de diffusion = 5 ms, le temps de diffusion = 15 ms) et trois valeurs de b (0, 400 et 1400 s/mm-2 s), où, Δ = 15 ms, &#8706; = 5 ms, écho de temps (TE) = 36 ms, temps de répétition (TR) = 4000 ms et temps d’acquisition = 7,36 min.</li>
		<li>Obtenir la séquence de 2 T de Carr-Purcell-Meiboom-Gill avec 12 échos pour la quantification de 2 T, où echo-espacement = 10 ms, TR = 2000 ms et temps d’acquisition = 4,20 min.</li>
		<li>Obtenir le Fast Low Angle Shot (FLASH) pour T 1, où le temps de l’inversion de la première séquence FLASH (T 10) est 7,58 ms, avec 600 ms par paliers de 10 inversions jusqu'à 5407,58 ms, TR = 5,5 ms, temps entre deux impulsions inversion (T relax ) = 10 s et acquisition temps = 8,20 min.</li>
	</ol></li></ol> 3. Traitement d’images <ol><li>ADC et calcul de relaxométrie cartes : calculer qT 2, qT 1 et cartes ADC à l’aide de fonctions de Matlab fournies sur le site de l’Université de Bristol [DOI:10.5523/bris.1bjytiabmtwqx2kodgbzkwso0k], pour dont l’entrée est un chemin de fichier à l’emplacement des données MRI.
	<ol><li>Pour T 2, valent Hamming filtrage dans le k-espace avant reconstruction d’images (ou dans le domaine d’image par convolution, avec des résultats équivalents, mais mathématiquement moins efficace). Calculer qT 2 cartes en prenant le logarithme de chaque série chronologique et en résolvant sur un voxel-sage base par moindres carrés linéaires (un ajustement exponentiel bi peut également être effectué à la désintégration de 2 T, mais le voxel-sage, F-essais essais ont révélé que voxels au sein de l’image, pour lesquels des paramètres supplémentaires ne pouvaient être justifiées).</li>
		<li>Pour T 1, valent Hamming filtrage dans le k-espace avant reconstruction d’images. Effectuer T 1 montage selon les méthodes indiquées dans la référence 23. Pour traiter le problème du signe inconnu (en raison de l’utilisation d’images de grandeur), le point le plus bas-intensité peut-être être exclus, ou estimé dans le cadre de montage avec des résultats similaires.</li>
		<li>Pour les données de diffusion-pesée, appliquer Hamming filtrage par convolution dans domaine de l’image (c’est plus simple en raison de la trajectoire de l’espace k segmentés). Monter les cartes ADC par la méthode à 13.</li>
	</ol></li> <li>Identification du tissu ischémique <ol><li>identifier tissu ischémique sur des images réciproques D av (av) que cela offre un contraste clair pour l’identification de la lésion. Pour générer des volumes ischémiques d’intérêt (VOI), qualifier voxels avec valeurs un médian écart absolu supérieur à la valeur médiane de la distribution de l’ensemble du cerveau 1/D av tissu ischémique. Pour identifier les régions homologues dans l’hémisphère non ischémique, reflètent la VOI ischémique autour de l’axe vertical. Régler manuellement le VOIs non ischémique pour éviter d’inclure des voxels contenant le liquide céphalorachidien.</li>
		<li>Afin de déterminer la relation entre qT 1 et qT 2 temps post OACM, pour chaque rat et -point dans le temps, voi ischémique et non ischémique sur qT 1 et qT 2 cartes de charge. Extraire la moyenne des temps de relaxation et de calculer la différence de pourcentage de qT 1 et qT 2 entre hémisphères (ΔT 1 et ΔT 2) selon l’équation suivante : < img alt = « Équation » src = « / files/ftp_ upload/55277/55277eq1.jpg » / &gt; T où x est le paramètre choisi, les qT 1 ou les qT 2. <img alt="Equation" src="/files/ftp_upload/55277/55277eq2.jpg" /> fait référence à la moyens temps de relaxation de la VOI ischémique et <img alt="Equation" src="/files/ftp_upload/55277/55277eq3.jpg" /> le temps moyen de relaxation dans la VOI non ischémique. La VOI non ischémique doit être utilisé afin que chaque rat sert de sa propre commande.</li>
		<li>Utiliser les critères suivants pour identifier les voxels avec qT élevée 1 et qT 2 : des voxels dans la VOI ischémique avec des temps de relaxation dépassant le délai médian de relaxation du qT 1 ou distribution 2 qT dans le VOI non ischémique par plus d’une moitié de la largeur à moitié-maximum (MNNY). Ces critères signifient temps de relaxation doit être dans le 95 e percentile ou supérieur pour être considérée comme &#39; haute &#39;. La médian du temps de relaxation de la VOI non ischémique permet chaque rat servir sa propre commande.</li>
		<li>à l’image de la distribution spatiale des temps de relaxation des changements au sein des régions de diffusion réduite, identifier et voxels code couleur avec qT élevé 1 ou qT 2 ainsi que voxels avec tous deux élevés qT 1 et qT 2 appelé &#39; qT 1 et qT 2 se chevauchent &#39;.</li>
		<li>Pour déterminer la taille de la lésion selon qT 1 et 2 de qT, calculer le paramètre f (tel que présenté par Knight et al. 18) des données de l’IRM acquises pour chaque rat et point dans le temps. f 1 et f 2 représent le nombre de voxels avec qT élevé 1 ou qT 2 (respectivement) en pourcentage de la taille de la VOI ischémique.
		Équation de <ol><li>utiliser ce qui suit pour calculer f 1 et f 2 : <img alt="Equation" src="/files/ftp_upload/55277/55277eq4.jpg" /> où <img alt="Equation" src="/files/ftp_upload/55277/55277eq5.jpg" /> se réfère à le temps de relaxation (qT 1 ou qT-2), <img alt="Equation" src="/files/ftp_upload/55277/55277eq6.jpg" /> désigne le nombre de &#39; haute &#39; le temps de relaxation des voxels dans la VOI ischémique, <img alt="Equation" src="/files/ftp_upload/55277/55277eq7.jpg" /> est le nombre de &#39; faible &#39; temps de relaxation des voxels dans la VOI ischémique et <img alt="Equation" src="/files/ftp_upload/55277/55277eq8.jpg" />, le nombre total de voxels dans la VOI ischémique. Critères d’identification des voxels avec qT élevée 1 et qT 2 sont énoncées à la section 3.2.3. &#39; basse &#39; voxels sont voxels avec relaxation fois inférieur à la médiane qT 1 ou qT 2 de la VOI non ischémique par un HWHM. La soustraction de <img alt="Equation" src="/files/ftp_upload/55277/55277eq7.jpg" /> permettant la diminution des temps de relaxation due à une ischémie ou autres pathologies 17.</li> <li>déterminer l’étendue des &#39; qT 1 et chevauchement de 2 qT &#39; en calculant le volume de chevauchement élevées qT 1 et qT 2 sous forme de pourcentage des volumes entiers de cerveau, par les présentes dénommé &#39; V se chevauchent &#39;. Utiliser l’équation suivante : <img alt="Equation" src="/files/ftp_upload/55277/55277eq9.jpg" /> où <img alt="Equation" src="/files/ftp_upload/55277/55277eq10.jpg" /> désigne le nombre de voxels dans la VOI ischémique à la fois &#39; haute &#39; qT 1 et &#39; haute &#39; qT 2 et <img alt="Equation" src="/files/ftp_upload/55277/55277eq11.jpg" /> représente le nombre total de voxels dans le cerveau de rat ensemble. Déterminer le nombre de voxels dans le cerveau de rat en créant manuellement un VOI autour du cerveau entier sur qT 2 relaxométrie cartes.</li>
		</ol></li></ol></li></ol> 4. Vérification de la lésion ischémique avec le chlorure de Triphenyletrazolium (TTC) <ol><li>immédiatement après la décapitation, soigneusement extrait le cerveau du rat sur le crâne. Effectuer cette procédure au sein de 10 min à partir du moment où le rat fut décapité.</li>
	<li>Cerveaux magasin réfrigérée phosphate 0,01 M solution saline tamponnée (PBS) avant d’utiliser une matrice de trancheuse de cerveau de rat pour le cerveau de l’article dans la série 1 mm d’épaisseur des tranches coronales.</li>
	<li>Après lamélisation, incuber chaque tranche de cerveau dans 20 mL de PBS contenant TTC à 37 ° C pendant 30 min dans le noir, tel que recommandé dans 24. Bien que la concentration de 1 % TTC est acceptable, utiliser 0,5 % pour un contraste amélioré.
	<ol><li>Sur les récipients des sections en papillote pour garder sombre.</li>
	</ol></li> <li>Après l’incubation, enlever la solution TTC à l’aide d’une pipette et laver les tranches dans trois changements de PBS.</li>
	<li>Photographie immédiatement les tranches à l’aide d’un microscope optique standard et un appareil photo numérique.</li>
</ol> 5. Analyse statistique <ol><li>procéder à l’analyse statistique en utilisant Matlab et logiciels statistiques.</li>
	<li>Détermination de la relation de M. de paramètres avec le temps <ol><li>Perform Pearson &#39; corrélations s sur les données regroupées de rat pour déterminer la relation de ΔT 1, ΔT 2, f 1 et f 2 et V Se chevauchent avec post temps OACM.</li>
		<li>Pour les paramètres qui montrent une relation linéaire significative (p &#60; 0,05), effectuer une régression carrée moins linéaire afin de déterminer si les temps de début de course peut être prédite en quantifiant le paramètre d’intérêt. L’erreur quadratique moyenne (EQM) permet d’évaluer l’exactitude des estimations de temps début.</li>
	</ol></li> <li>Quantification taille des lésions <ol><li>pour comparer les tailles de lésion selon des paramètres de différentes qMRI, conduite sens unique liée ANOVA et Fisher &#39; s moins importante différence post-hoc sur le nombre moyen de voxels dans la VOI ischémique et le nombre moyen de voxels avec qT haute 1 et qT 2. Différences sont considérées comme significatifs à p &#60; 0,05. Si les hypothèses de sphéricité ne sont pas remplies par Mauchly &#39; test de sphéricité de s, corrects de degrés de liberté et les valeurs de signification selon les estimations de Greenhouse Geisser.</li>
	</ol>
	</li>
</ol>

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</ol>

Les auteurs n’ont rien à divulguer.

Le protocole actuel pour l’estimation des temps de début de course chez le rat utilise quantitative diffusion et les temps de relaxation MRI données plutôt que signal intensités des respectifs pondérée MR contraste images19. Des preuves récentes pointe vers un rendement inférieur des intensités d’image dans l’estimation de course début temps 14,25. Dans la lésion « diffusion-positif » AVC notre protocole de MRI fournit fois apparition AVC de qT1 et qT2 MRI des données avec une précision de moitié une heure ou deux. C’est une tendance générale que qT2 données surpasse celle de qT1. La plus grande précision pour la détermination de temps de déclenchement est obtenue à partir du volume de chevauchement élevées qT1 et qT2 (Vse chevauchent).
Les images dans la Figure 1 démontrent que, tandis que le coefficient de diffusion réduite apparaît plutôt uniforme, régions avec qT anormal1 et qT2 sont dispersés de façon hétérogène au sein de la lésion ischémique. Cette constatation est conforme aux observations précédentes et est probablement due aux différentes sensibilités de ces paramètres de qMRI aux changements pathophysiologiques causées par une ischémie 6. Ceci suggère qMRI paramètres peuvent être informatives des notions d’État et supports de tissu que DWI surestime les dommages ischémiques 26. En effet, ces dernières points de preuves précliniques vers l’hétérogénéité des dommages ischémiques dans diffusion définis lésions 27. Ainsi, la combinaison de la diffusion, qT1 et qT2 potentiellement fournit des informations sur course début temps et tissus État, qui sont utiles pour les décisions thérapeutiques concernant les patients avec apparition inconnue.
Vse chevauchent et f2 a donné les estimations les plus exactes des temps de début de course. L’avantage de quantifier le temps de relaxation, c’est que contrairement aux intensités du signal, ils sont insensibles aux variations inhérentes causées par des facteurs techniques comme les inhomogénéités du champ magnétique et proton densité 6, y compris le champ magnétique ATTENDU variation au sein de la lésion ischémique 18. Réduit l’incertitude associée aux temps d’apparition des estimations de qT1 et f1 sont probables dues à la réaction bi-phasique susmentionnée qT1 à l’ischémie, qui contribue à la pente superficielle du qT dépendant du temps1 changer les 8,15,16. Les données de l’IRM montrées (Figure 2) sont conformes à précédents travaux 13,14, en ce que les cours de temps de temps de relaxation des différences entre le cerveau non ischémique ischémique et controlatéral sont adéquatement décrit par des fonctions linéaires. Toutefois, il est important de noter que les modifications hydrodynamiques de fondement en raison de l’ischémie ne sont pas linéaires 1,18.
Le protocole actuel de MRI pour temps de course est démontré chez des rats soumis à une ischémie permanente à l’aide de la procédure de Longa et al. 22. Dans notre expérience, la Longa et coll. procédure ne permet pas d’induire OACM dans 10 à 20 % des rats, toutefois, que l’ADC est utilisée pour vérifier la présence d’ischémie, les expériences peuvent se termine prématurément. Échec d’induire OACM est souvent due à fil obturateur imparfait. Un autre facteur résultant des défaillances expérimentale est qu’OACM est une procédure grave ayant causé la mort de jusqu'à 20 % des rats pendant une séance prolongée de MRI.
Le protocole de synchronisation de début AVC s’applique uniquement à l’ischémie permanente. Dans l’ischémie focale de rat avec reperfusion, la relation entre Dav et qT1 ou qT2 dissociera Dav récupère, mais peut-être pas pour qT1 et qT2 selon la durée d’ischémie avant reperfusion 8,28. En outre, l’évolution des lésions ischémiques est susceptible d’être plus variable chez les patients d’AVC en raison de différences individuelles dans les facteurs qui influent sur la microcirculation comme l’âge et des comorbidités (p. ex., diabète, hypertension, maladies cardiaques). Ces facteurs influenceront inévitablement la dépendance temporelle de f1, f2 et Vse chevauchent en traits humains et nécessite donc enquête en milieu clinique.
Pour conclure, qMRI paramètres fournissent des estimations du temps de début de course. Vse chevauchent et f2 fournir les estimations les plus exactes et peut aussi être instructif d’État tissulaire. qMRI pourrait donc être cliniquement bénéfique en termes d’avoir aidé les décisions thérapeutiques pour les patients avec le temps de l’inconnue survenue. Une question qui se pose ici est que le rapport de-blanc-matière grise dans le cerveau de rat est beaucoup plus élevé que chez les humains, et hydrodynamique dans ces types de tissus de cerveau peut varier de 18. Néanmoins, un complément d’enquête dans la dépendance du temps f2, Vse chevauchent et qT2 chez les patients de l’AVC aigu hyper est justifiée.

Le tissu cérébral est particulièrement vulnérable à l’ischémie due à la forte dépendance de la phosphorylation oxydative pour la synthèse de l’ATP et les réserves énergétiques limitées. L’ischémie entraîne subtiles variations ioniques dépendant du temps dans les espaces intracellulaires et extracellulaires qui mènent à la redistribution des piscines d’eau de cerveau, de la libération de neurotransmetteurs excitotoxique et finalement initiation du processus destructeurs 1. Dans l’ischémie focale, lésions tissulaires se propage au-delà du noyau initial si la circulation sanguine n’est pas rétablie dans un certain laps de temps 2. L’heure de début de course est actuellement l’un des principaux critères dans les décisions cliniques pour la pharmacothérapie de l’accident vasculaire cérébral ischémique, y compris une recanalisation par agents thrombolytiques 3. Par conséquent, de nombreux patients sont automatiquement non admissibles à un traitement thrombolytique en raison du temps de début de symptôme inconnu, en raison de l’accident vasculaire cérébral survenant pendant le sommeil (« wake-up AVC »), absence de témoin, ou d’ignorer les symptômes 4,5. Une procédure qui détermine le moment du début de la course est donc nécessaire pour que ces patients peuvent être admissibles à la thrombolyse.
MRI sondes eau in vivo. Dynamique qui est gravement perturbée par énergie ischémique aigu échec 6. Plus particulièrement, la diffusion de l’eau, régie par le mouvement de translation (thermique) des molécules d’eau est réduite dans les premiers moments d’ischémie due à la défaillance d’énergie 7. Il en résulte à son tour anoxique dépolarisation des cellules neurales 8. IRM de diffusion (DWI) est devenu une modalité d’imagerie diagnostique l’étalon-or pour accident vasculaire cérébral aigu 9. Le signal de DWI augmente rapidement en réponse à l’ischémie des tissus ischémiques d’identifier leur permettant, mais ne montre pas tout temps-dépendance pendant les premières heures de l’accident vasculaire cérébral ischémique, 10. De même, des mesures quantitatives de la diffusion de l’eau comme le coefficient apparent de diffusion (ADC) ou la trace du tenseur de diffusion (Dav) diminue rapidement dans les tissus ischémiques, mais ne montrer aucune relation avec le temps entre l’apparition de maladies dans les maladies animales modèles des patients et 10 11.
MRI (qMRI) détente des paramètres quantitatifs, qT1, qT2 et qT1ρ, sont régis par le mouvement de rotation et l’échange d’atomes d’hydrogène de l’eau et montrent des changements complexes dépendant du temps dans la suite de parenchyme cerveau ischémique défaillance de l’énergie 6. Ces changements temporels activée temps de début de course à estimer dans les patients de 12 et des modèles animaux d’ischémie 13,14,15. Dans focal accident vasculaire cérébral de rat, qT1ρ augmente presque instantanément après le début de l’ischémie et se poursuit de façon linéaire au moins 6 heures 13,14. temps de relaxation1 qT aussi augmenter de façon dépendante du temps dans le tissu cérébral ischémique qui peut être décrit par deux constantes de temps : une phase initiale rapide suivie d’une phase lente pour heures 8,16. En raison de cette augmentation biphasique, l’utilisation de qT1 au moment de l’accident vasculaire cérébral peut être plus compliquée que celui de qT1ρ MRI 15. qT2 temps de relaxation montrent également un changement biphasée Stroke focal rat, auquel cas il est un premier raccourcissement au sein de la première heure, suivie d’une augmentation linéaire avec le temps, 13. Le raccourcissement initial peut s’expliquer par deux facteurs en cours d’exécution parallèles, y compris : (i) l’accumulation de désoxyhémoglobine qui en résulte dans ce qu’on appelle « effet dépendante niveau sanguin négatif oxygénation » et (ii), le passage d’eau extracellulaire dans la l’espace intracellulaire 17,18. L’augmentation dépendant du temps qT2 est probablement due à cytotoxiques et/ou oedème vasogénique ventilation subséquente d’intracellulaire macromoléculaires structures 18. QT1ρ tant de données2 qT fournissent une estimation précise du temps de début de course dans les modèles précliniques, 14. qT2 12 et T2-signal pondéré intensités 19,20 ont également été exploités pour l’estimation de temps AVC survenue en milieu clinique.
En plus des différences hémisphériques dans les temps de relaxation quantitatives, la répartition spatiale des temps de relaxation élevées au sein de la région ischémique peut également servir de substituts pour une course début temps 14. Dans les modèles de rat de stroke, régions avec qT élevés1ρ, qT2 et qT1 temps de relaxation sont initialement plus petites que la diffusion défini une lésion ischémique, mais augmentent avec le temps, 14,15, 21. D'où la quantification de la répartition spatiale des temps de relaxation élevées en pourcentage de la taille de la lésion ischémique permet également temps de début de course à environ 14,15. Nous décrivons ici le protocole afin de déterminer le temps de début de course dans un modèle de rat d’AVC à l’aide de paramètres qMRI.

<table><tbody><tr><td></td><td></td><td><fort>Intensité du champ magnétique</fort></td><td><fort>Fréquence de fonctionnement</fort></td></tr><tr><td>Scanner IRM</td><td>Agilent, Santa Clara, CA, États-Unis</td><td>9.4T</td><td>400.13 MHz</td></tr><tr><td>Bobine RF d’émission de volume linéaire</td><td>RAPID Biomedical, Rimpar,</td><td></td> <td>Allemagne-400.13MHz</td></tr><tr><td>Bobine de réception activement découplée</td><td>RAPID Biomedical, Rimpar, Allemagne</td><td>- </td><td>400.13MHz</td></tr><tr><td>Support de tête de rat</td><td>RAPID Biomedical, Rimpar, Allemagne</td><td></td><td></td></tr><tr><td>i-Stat analyseur de gaz du sang portable</td><td>i-Stat Co, East Windsor, NJ, USA</td><td></td><td></td></tr><tr><td>Moniteur de fréquence respiratoire à oreiller pneumatique</td><td>SA Instruments Inc, Stony Brook, NY, États-Unis</td><td></td><td></td></tr><tr><td>Rongeurs rectaux température dispositif de surveillance</td><td>SA Instruments Inc, Stony Brook, NY, États-Unis</td><td></td><td></td></tr><tr><td>Nom</td><td>Société</td><td></td><td></td></tr><tr><td>Chemicals</td><td></td><td></td><td></td></tr><tr><td>Isoflurane : Attane Vet 1000mg/g</td><td>Piramal Healthcare UK Ltd, Northumberland, UK</td><td></td><td></td></tr><tr><td>2,3,5-Triphenyltetrazolium cholide=TTC</td><td>Sigma-Aldrich, Gillinham, Dorset, Royaume-Uni</td><td></td><td></td></tr></tbody></table>

un protocole d’imagerie par résonance magnétique pour l’estimation de temps avc apparition dans l’ischémie cérébrale permanente

A Magnetic Resonance Imaging Protocol for Stroke Onset Time Estimation in Permanent Cerebral Ischemia

MRI fournit un outil d’imagerie sensible et spécifique pour détecter l’accident ischémique cérébral aigu au moyen d’un coefficient de diffusion réduite d’eau de cerveau. Dans un modèle de rat d’accident vasculaire cérébral ischémique, augmentent les différences quantitatives T1 et T2 MRI les temps de relaxation (qT1 et qT2) entre la lésion ischémique (délimité par diffusion faible) et l’hémisphère controlatéral non ischémique avec le temps entre l’apparition de maladies. La dépendance des différences de temps de relaxation de MRI heuristiquement décrite par une fonction linéaire et fournit donc une simple estimation des temps de début de course. En outre, les volumes anormaux qT1 et qT2 au sein de la lésion ischémique augmentent linéairement avec le temps fournissant une méthode complémentaire pour le chronométrage de la course. Un (semi) automatique de routine informatique basé sur la diffusion quantifiée coefficient est présenté pour délimiter le tissu vasculaire cérébral ischémique aigu dans l’ischémie de rat. Cette routine détermine également les différences hémisphériques dans qT1 qT2 temps de relaxation et localisation et volume anormal qT1 et qT2 voxels dans la lésion. Incertitudes associées aux estimations de temps d’apparition de qT1 et qT2 MRI données varier de ± 25 min à ± 47 min pour les 5 premières heures de course. Estimations les plus exactes début de temps peuvent être obtenus en quantifiant le volume du recoupement des volumes anormaux qT1 et qT2 lésion, appelée « Vse chevauchent» (± 25 min) ou par la quantification des différences hémisphériques dans qT2 seulement les temps de relaxation (± 28 min). Dans l’ensemble, qT2 dérivés paramètres surpassent ceux de qT1. Le protocole actuel de MRI a été testé dans la phase suraigu d’un modèle d’ischémie focale permanente, qui ne peut être applicable à l’ischémie cérébrale focale transitoire.

Dans l’ensemble des rats les profils de gaz du sang sont les suivants : SO2 95,8 ± 3,2 %, PunCO2 51,6 ± 2,9 mmHg et pH 7,30 ± 0,04.
Typique Dav, qT2 et images1 qT d’une tranche centrale d’un rat représentant 4 temps points poste OACM apparaissent dans les 3 premiers panneaux de la Figure 1 a. Dans les autres panneaux de la Figure 1 , les images montrent la lésion ischémique détectée automatiquement en rouge et régions au sein de la lésion ischémique avec qT élevée1, qT2 et régions avec Vse chevauchent sont indiqués en vert. Jusqu'à 2 h post-OACM, régions avec qT haute1 au sein de la lésion ischémique étaient significativement plus grosses que qT haute2 (p &#60; 0,01), mais convergents avec le temps (Figure 1). La lésion ischémique par Dav était également plus grande que les régions de haute qT1 (p &#60; 0,05) et qT2 (p &#60; 0,05) dans les deux premières heures.
Les dépendances de temps des paramètres qMRI sont indiquées à la Figure 2. Tous les paramètres de qMRI étaient des prédicteurs significatifs de post de temps OACM (ΔT1 : R2 = 0,71, ΔT2: R2 = 0,75, f1: R2 = 0,53, f2: R2 = 0,82, V se chevauchent: R2 = 0,87). Basé sur le RMSE pour chaque paramètre, incertitudes associées aux estimations du temps de début de course étant ± 37 min pour ΔT1, ± 28 min pour ΔT2, ± 47 min pour la f1, ±34 min pour f2et ± 25 min pour Vse chevauchent. Vse chevauchent donnait donc l’estimation plus précise du temps depuis le début de la course.
TTC la coloration des cerveaux échantillons environ 6 h après que OACM vérifié des dommages ischémiques irréversibles se situe principalement dans la substance grise (Figure 1D).
<img alt="Figure 1" class="xfigimg" src="/files/ftp_upload/55277/55277fig1.jpg"> 
Figure 1 : modifications des paramètres de qMRI en raison de l’accident vasculaire cérébral ischémique chez un rat exemple. (un) illustre qMRI images pendant une période de 4 h d’ischémie. Les quatre premières colonnes indiquent Dav cartes, qT2 cartes, cartes de qT1 et T2 pondérée images respectivement. Les colonnes restantes montrent que la Dav cartes avec différentes représentations des lésions automatiquement segmentées. La lésion deav D automatiquement détectée s’affiche dans la colonne 5 en rouge. Dans la colonne 6 du Dav lésion apparaît en rouge avec des voxels avec qT haute2 en vert. Dans la colonne 7 du Dav lésion apparaît en rouge avec qT haute1 voxels en vert. Dans la colonne 8 la lésion deav D apparaît en rouge avec des voxels avec qT élevée1 et qT2 (Vse chevauchent) en vert. (b) montre la répartition des qT2 dans la lésiond’av D en fonction du poste temps OACM, ainsi que la distribution de2 lésions non qT au temps zéro. (c) montre le qT correspondant1 distribution, la légende adjacente concernant les panneaux (b) et (c). (d) montre une tranche de cerveau teinté TTC après que l’animal a été sacrifié à 6 h post-OACM. <a href="http://ecsource.jove.com/files/ftp_upload/55277/55277fig1large.jpg" target="_blank">S’il vous plaît cliquez ici pour visionner une version agrandie de cette figure.</a>
<img alt="Figure 2" class="xfigimg" src="/files/ftp_upload/55277/55277fig2.jpg"> 
Figure 2 : les relations entre temps post-OACM et qMRI paramètres pertinents au moment de l’ischémie. (a) montre f1, (b) le f2, (c), Vse chevauchent, (d), ΔT1 et (e), ΔT2. La mieux adaptée pour chaque paramètre (ligne rouge) et barres RMSE (lignes noires solides) s’affichent. Les lignes pointillées représentent chacun des rats REGULATEUR 5 soumis à OACM. <a href="http://ecsource.jove.com/files/ftp_upload/55277/55277fig2large.jpg" target="_blank">S’il vous plaît cliquez ici pour visionner une version agrandie de cette figure.</a>

Un protocole pour l’estimation de temps AVC apparition dans un modèle de rat d’AVC exploitant des paramètres quantitatifs d’imagerie par résonance magnétique (qMRI) est décrit. La procédure exploite diffusion MRI pour délimitation de lésion vasculaire cérébral aigu et quantitative T1 et T2 (qT1 et qT2) temps de relaxation pour le chronométrage de la course.

Un protocole d’imagerie par résonance magnétique pour l’Estimation de temps AVC apparition dans l’ischémie cérébrale permanente

MRI provides a sensitive and specific imaging tool to detect acute ischemic stroke by means of a reduced diffusion coefficient of brain water. In a rat ...

L'imagerie par résonance magnétique fournit un outil sensible et spécifique pour détecter un accident ischémique cérébral aigu en déterminant le coefficient de diffusion apparent du tissu cérébral, appelé ADC. Dans un modèle rat de l'accident vasculaire cérébral ischémique, les différences hémisphériques des temps de relaxation quantitatifs T1 et T2 au sein de la lésion ischémique augmentent avec le temps écoulé depuis le début de l'accident. La dépendance temporelle de ces différences est décrite de manière heuristique par une fonction linéaire, ce qui permet d'obtenir des estimations simples du moment du début de l'accident.Les volumes de tissu présentant des temps d'allongement T1 et T2 élevés au sein de la lésion ischémique augmentent également de manière linéaire, offrant ainsi une méthode complémentaire pour la datation de l'accident vasculaire cérébral. Nous présentons ici une procédure informatique semi-automatisée utilisant la ADC pour délimiter le tissu cérébral touché par un accident vasculaire cérébral ischémique aigu lors de la phase hyperaiguë d'une ischémie focale permanente. Les temps de relaxation élevés identifiés dans le tissu ischémique sont également utilisés pour déterminer le moment du début de l'accident vasculaire cérébral.Des rats mâles Wistar pesant entre 300 et 400 grammes ont été utilisés et ont subi une occlusion permanente de l'artère cérébrale moyenne afin d'induire un accident ischémique focal. Pendant toute la durée de l'opération et des expériences d'IRM, le rat est anesthésié à l'isoflurane par un masque facial. Après avoir pratiqué une incision au niveau du cou, la trachée est exposée et les muscles sont séparés de la trachée.La plaie est élargie pour dégager le trajet vers l'artère carotide commune ou CCA. La CCA est exposée en évitant le faisceau nerveux adjacent. Un crochet microchirurgical est utilisé pour saisir la CCA et exposer l'artère carotide externe, l'ECA, et l'artère carotide interne, l'ICA.La circulation de l'artère carotide commune est bloquée à l’aide d’un fil chirurgical. L’artère carotide externe est suturée. Le corps carotidien est séparé de l’artère carotide interne et la bifurcation de l’artère carotide interne est localisée afin de s’assurer que, lorsque le fil d’occlusion est inséré, il atteint et obstrue l’artère cérébrale moyenne gauche.Un point de suture lâche est placé autour de l'artère carotide interne. Dans l'artère carotide interne, une pince est insérée de manière à se situer plus en profondeur que le point de suture. L'artère carotide externe est maintenue près du nœud double qui est fait autour de l'artère carotide externe.La partie excédentaire de l'artère carotide externe est brûlée pour prévenir tout saignement provenant de l'artère carotide externe. Le fil d'occlusion est inséré dans l'artère carotide externe et l'artère carotide interne est alignée avec l'artère carotide externe. Le fil est ensuite avancé jusqu'au clip.La suture lâche est ensuite serrée de manière à ce que le fil puisse encore glisser à l'intérieur de l'ECA. Le clip est alors retiré et le fil obstruateur est avancé davantage jusqu'à ce qu'environ deux centimètres soient insérés. Un autre nœud est ajouté afin que le nœud lâche devienne un nœud double.Les sutures sont nouées et les rétracteurs sont retirés. La plaie est ensuite fermée. Immédiatement après l'occlusion, le rat est fixé dans un berceau situé au centre du magnétoscope de 9,4 Tesla à l'aide d'embouts auriculaires et d'un bloque-dent.Pendant l'imagerie, la concentration d'isoflurane est maintenue à environ 2 % et la température corporelle est maintenue proche de 37 degrés Celsius à l'aide d'un tapis chauffant à eau placé sous le tronc du rat. Pendant l'acquisition, la fréquence respiratoire et la température rectale sont surveillées. Les données d'IRM sont recueillies jusqu'à cinq heures après l'occlusion et à intervalles horaires, 12 coupes axiales échantillonnées de manière congruente du tenseur de diffusion, du T2 en écho de spin CPMG et du T1 en gradient écho Flash sont acquises.Les détails des paramètres de séquence sont indiqués dans le manuscrit. À la fin de l'expérience, les rats sont sacrifiés et une coloration au chlorure de triphényl tétrazolium (TTC) est réalisée afin de confirmer la présence d'ischémie dans les cerveaux des rats. Les détails relatifs à la coloration au TTC sont fournis dans le manuscrit.Après avoir obtenu les données d'IRM, nous avons cherché à développer une méthode semi-automatisée permettant de détecter le tissu ischémique et d'en caractériser la signature relaxométrique. La relaxation T2 a été modélisée selon une décroissance mono-exponentielle. Les cartes T2 ont été ajustées en appliquant l'algorithme logarithmique naturel selon la dimension du temps d'écho et en ajustant une fonction linéaire pour chaque voxel.La relaxation T1 a été modélisée comme une décroissance mono-exponentielle vers la magnétisation à l'équilibre et ajustée à l'aide de la méthode binaire du bâtonnet de craie. Les cartes ADC ont été calculées en supposant une perte de signal mono-exponentielle par rapport à la valeur B. Une fois toutes les images quantitatives obtenues, le tissu ischémique a pu être identifié à l'aide des cartes ADC réciproques.Ces cartes ont été seuillées de telle sorte que le tissu était étiqueté comme ischémique si l'ADC réciproque dépassait d'un écart absolu médian la valeur médiane de l'ADC réciproque du tissu non ischémique. Ce processus pouvait être réalisé automatiquement et de manière objective. Une fois le tissu ischémique délimité, la distribution des valeurs de T1 et de T2 dans chaque volume d'intérêt a été calculée.Pour obtenir la distribution de T1 et de T2 dans l'hémisphère controlatéral, le volume d'intérêt pour le tissu ischémique a été réfléchi. Dans cet exemple, on observe un décalage vers la droite des distributions de T1 et de T2 au fil du temps après le début de l'ischémie. Pour décrire les changements dans les distributions de T1 et de T2 au cours du temps, nous utilisons deux paramètres différents.Le paramètre f est défini comme indiqué. Cela fournit une paramétrisation heuristique de la fraction des voxels dans la lésion ischémique qui présentent des valeurs anormalement élevées ou faibles de T1 ou de T2. Il est nécessaire qu'un voxel sur une carte de T1 ou de T2 puisse être classé comme ayant une valeur élevée, faible ou normale.Une valeur élevée de T1 ou de T2 dans la lésion ischémique était définie comme étant supérieure d'au moins 1/2 du maximum à la médiane de T1 ou de T2 du volume d'intérêt non ischémique. F1 est la fraction des voxels ischémiques présentant des valeurs élevées de T1, F2 la fraction des voxels présentant des valeurs élevées de T2. Deuxièmement, le volume de recouvrement au sein des régions d'ADC identifiant un tissu ischémique avec à la fois un T1 élevé et un T2 élevé est calculé, puis normalisé par rapport au volume cérébral total.Les valeurs F1, F2 et le volume de chevauchement ont été calculés pour tous les rats à tous les moments des mesures. Elles ont ensuite été utilisées séparément pour recalculer rétroactivement le moment de début de l'ischémie en ajustant un modèle linéaire. Ce faisant, l'incertitude concernant les temps de début a pu être calculée.Ces incertitudes ont été paramétrées par l'erreur quadratique moyenne du lissage linéaire. Dans la lésion ischémique à diffusion positive, tous les paramètres augmentaient linéairement en fonction du temps. Et selon les barres d'erreur correspondant à l'erreur quadratique moyenne, notre protocole permet d'estimer l'heure de début de l'AVC avec une précision de trente minutes.Il est courant que les données T2 surpassent celles de T1, et la meilleure précision pour la détermination du moment de survenue est obtenue à partir du volume de chevauchement des valeurs élevées de T1 et de T2. Les régions présentant des anomalies de T1 et de T2 sont dispersées de manière hétérogène au sein de la lésion ischémique, probablement en raison de la sensibilité différente de ces paramètres IRM quantitatifs aux modifications physiopathologiques induites par l'ischémie. Cela suggère que les paramètres IRM quantitatifs pourraient également fournir des informations sur l'état du tissu. Ici, nous avons présenté un protocole d'IRM permettant d'estimer le moment de survenue de l'AVC avec une précision considérable, et ce faisant, d'obtenir des renseignements sur l'état du tissu cérébral durant une ischémie permanente.L'avantage de la quantification des temps de relaxation pour l'estimation du moment de survenue d'un accident vasculaire cérébral réside dans leur insensibilité aux variations intrinsèques provoquées par des facteurs techniques tels que les inhomogénéités du champ magnétique et la densité de protons, y compris la variation attendue du champ magnétique au sein de la lésion ischémique. Il convient de noter que le protocole actuel s'applique uniquement à l'ischémie permanente et que les paramètres d'acquisition des données IRM indiqués dans l'article sont spécifiques au scanner IRM de 9,4 Tesla utilisé. Nos études antérieures, décrites dans l'article joint, montrent que la procédure est également précise à 4,7 Tesla.Dans l'ensemble, nous pensons que notre protocole présente des applications dans la recherche préclinique sur les accidents vasculaires cérébraux, y compris les études portant sur les thérapies anti-ischémiques.

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