Name: Imagerie par résonance magnétique cinétique 3D du mouvement respiratoire chez les souris et les rats ventilés mécaniquement (Vidéo) | JoVE Journal
Uploaded: 2025-09-19T12:30:00.000+00:00
Duration: 8 min 22 s
Description: Découvrez l'imagerie IRM cinétique 3D pour étudier la dynamique thoracique chez les souris et rats ventilés mécaniquement. Cette méthode permet d'analyser l'impact de la PEEP sur le diaphragme et le volume pulmonaire.

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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>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><fort>équipement</fort></td><td></td><td></td><td></td></tr><tr><td>&nbsp ; 11 Plus Pompe à seringue double numérique</td><td>Appareil de Harvard (États-Unis)</td><td>229193-2</td><td>Pousse-seringue double avec fonctions programmables pour les laboratoires</td></tr><tr><td>Conditionneur de signal mono et multicanal AccuSens</td><td>Opsens solutions inc. (Canada)</td><td>ACS-P4-N-62SC</td><td>Utilisé avec un capteur de température à fibre optique pour surveiller la température corporelle</td></tr><tr><td>Capteur de température à fibre optique&nbsp ;</td><td>Opsens solutions inc. (Canada)</td><td>ANDP-M</td><td></td></tr><tr><td>Berceau de souris</td><td>&Eacute ; quipment V&eacute ; t&eacute ; rinaire Minerve (France)</td><td></td><td></td></tr><tr><td>Mousestat Jr.&nbsp ;</td><td>Kent-scientific (États-Unis)</td><td>MSTAT-JR</td><td>Le MouseSTAT Jr. fournit&nbsp ; oxymétrie de pouls précise chez la souris et le rat.</td></tr><tr><td>Scanner IRM</td><td>MR Solutions Lt. (Royaume-Uni)</td><td>MRS-7024</td><td></td></tr><tr><td>Surveillance et Système de porte pour petits animaux</td><td>SA Instruments, Inc. (États-Unis)</td><td>1030</td><td>Module RT (module d’interface respiratoire), module de contrôle/porte ERT, batterie</td></tr><tr><td>Ventilateur compatible MRI-1</td><td>CWE (États-Unis)</td><td>12-07000</td><td>Ventilateur mécanique adapté à la ventilation de petits animaux dans des environnements de résonance magnétique. Il ventile selon un principe basé sur le volume contrôlé, le débit x le temps, à l’aide de vannes pneumatiques.</td></tr><tr><td>Unité de contrôle de température multistation et PCA à haut débit</td><td>&Eacute ; quipment V&eacute ; t&eacute ; rinaire Minerve (France)</td><td></td><td></td></tr><tr><td>Colonne PEEP</td><td></td><td></td><td>Colonne de mesure de fluide recyclée</td></tr><tr><td>Ventilateur mécanique Physiosuite</td><td>Kent-scientific (États-Unis)</td><td></td><td>Ventilateur mécanique adapté à la ventilation des petits animaux. Il ventile selon le principe du volume contrôlé et de la pression régulée.</td></tr><tr><td>Capteurs de patte d’oxymètre de pouls, compatibles IRM</td><td>Kent-scientific (États-Unis)</td><td>SPO2-MSE-IRM</td><td>Capteur de patte compatible IRM pour Mousestat Jr.</td></tr><tr><td>Berceau pour rat</td><td>&Eacute ; quipment V&eacute ; t&eacute ; rinaire Minerve (France)</td><td></td><td></td></tr><tr><td>Bobine RF, Souris</td><td>MR Solutions Lt. (Royaume-Uni)</td><td></td><td>Bobine RF de volume de souris de 38 mm pour l’étude du corps de la souris</td></tr><tr><td>Bobine RF, Rat</td><td>MR Solutions Lt. (Royaume-Uni)</td><td></td><td>65 mm&nbsp ; bobine RF de volume de rat pour les études du corps du rat</td></tr><tr><td><fort>Outils chirurgicaux</fort></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 pour une utilisation comme sonde endotrachéale, 24G pour la perfusion intrapéritonéale d’anesthésie</td></tr><tr><td>Ethilon 3-0&nbsp ; Suture FD-1 avec aiguille</td><td>Ethicon (États-Unis)</td><td>663H</td><td></td></tr><tr><td>Pince #55</td><td>Dumont (Suisse)</td><td>55</td><td></td></tr><tr><td>Ciseaux Metzenbaum</td><td>Outils scientifiques fins (Allemagne)</td><td>14017-14</td><td></td></tr><tr><td>Porte-aiguille</td><td>Outils scientifiques fins (Allemagne)</td><td>12005-15</td><td></td></tr><tr><td>Suture en soie tressée non résorbable 6/0</td><td>Outils scientifiques fins (Allemagne)</td><td>18020-60</td><td></td></tr><tr><td>Ciseaux à ressort</td><td>Outils scientifiques fins (Allemagne)</td><td>15033-09</td><td></td></tr><tr><td>Ciseaux de ténotomie Stevens</td><td>Outils scientifiques fins (Allemagne)</td><td>14064-11</td><td></td></tr><tr><td>Pince à attacher les sutures</td><td>Outils scientifiques fins (Allemagne)</td><td>18025-10</td><td></td></tr><tr><td>Ruban medipore</td><td>3M (États-Unis)</td><td></td><td></td></tr><tr><td><fort>Médicament</fort></td><td></td><td></td><td></td></tr><tr><td>Atropine 0,25 mg/mL</td><td></td><td></td><td></td></tr><tr><td>Dexmédétomidine 0,5 mg/mL Dexdormitor</td><td>Orion pharma (Finlande)</td><td></td><td></td></tr><tr><td>Pommade oculaire Duratears</td><td>Alcon Nederland BV (Pays-Bas)</td><td></td><td></td></tr><tr><td>L’isoflurane</td><td>AST pharma (France)</td><td></td><td></td></tr><tr><td>Kétamine 100 mg/mL Ketexx</td><td>Alfasan (Pays-Bas)</td><td></td><td></td></tr><tr><td>Vaseline de vaseline</td><td>Unilever (Pays-Bas)</td><td></td><td></td></tr><tr><td>Software</td><td></td><td></td><td></td></tr><tr><td>Elastix</td><td>Institut des sciences de l’image, UMC Utrecht (Pays-Bas)</td><td></td><td></td></tr><tr><td>Itksnap</td><td>Université de Pennsylvanie (États-Unis)</td><td></td><td></td></tr><tr><td>Matlab 2019a</td><td>Wolfram Research Inc (États-Unis)</td><td></td><td></td></tr><tr><td>Microdicom</td><td>Microdicom (Bulgarie)</td><td></td><td></td></tr><tr><td>Rétrospectif</td><td>Amsterdam UMC (Pays-Bas)</td><td></td><td></td></tr></tbody></table>

imagerie par résonance magnétique cinétique 3d du mouvement respiratoire chez les souris et les rats ventilés mécaniquement

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

En utilisant le protocole décrit dans cette étude, nous avons scanné avec succès un groupe de 8 souris C57BL/6 WT saines et 8 rats Wistar WT à l’aide d’un scanner IRM de 7 Tesla. Nous avons pu ventiler mécaniquement les animaux à différents niveaux de PEP et surveiller les paramètres physiologiques de base lors du balayage (Figure 7).
La figure 5 montre un exemple de trois scans 2D dans le cadre expiratoire final d’une souris et d’un rat en orientation sagittale. Comme on peut le voir, la PEP introduit un déplacement caudal du diaphragme chez les deux animaux, mais chez la souris, cela s’accompagne également d’un élargissement du thorax, indiqué par une augmentation du diamètre antéro-postérieur.
Ces scans de haute qualité montrent qu’en utilisant cette technique, nous pouvons mesurer la taille des différentes parties du thorax et montrer les effets de différents réglages ventilatoires sur le mouvement du thorax et du diaphragme. Le temps de balayage court permet de comparer à l’intérieur des sujets les paramètres de résultat qui les intéressent, réduisant ainsi le nombre d’animaux requis. Le tableau 2 présente les paramètres de résultat de tous les animaux.
La figure 8 montre les segmentations pulmonaires de la dynamique de fin d’expiration à trois niveaux de PEP avec le volume pulmonaire correspondant. Comme prévu, l’augmentation de la PEP a entraîné une augmentation du volume pulmonaire. Les films 3D sont également affichés sous forme de film dans la vidéo supplémentaire 1 et la vidéo supplémentaire 2.
<img alt="Figure 4" class="xfigimg" src="/files/ftp_upload/67474/67474fig04.jpg"> 
Figure 4 : Capture d’écran du logiciel utilisé pour reconstruire les images avec gate rétrospective des données. Le gating des données est basé sur le signal du navigateur. <a href="https://www.jove.com/files/ftp_upload/67474/67474fig04large.jpg" target="_blank">Veuillez cliquer ici pour voir une version agrandie de cette figure.</a>
<img alt="Figure 5" class="xfigimg" src="/files/ftp_upload/67474/67474fig05.jpg"> 
Figure 5 : Résultats représentatifs d’images 2D chez un rat et une souris à trois niveaux de PEP, avec les dimensions des poumons antéro-postérieur et cranio-caudal. <a href="https://www.jove.com/files/ftp_upload/67474/67474fig05large.jpg" target="_blank">Veuillez cliquer ici pour voir une version agrandie de cette figure.</a>
<img alt="Figure 6" class="xfigimg" src="/files/ftp_upload/67474/67474fig06.jpg"> 
Figure 6 : Capture d’écran du logiciel utilisé pour segmenter les poumons dans les cinémas 3D. Dans le panneau supérieur gauche, une vue axiale du film 3D est montrée avec le poumon segmenté en rouge. Dans le panneau supérieur droit, une vue sagittale est montrée avec le poumon segmenté en rouge. Dans le panneau inférieur gauche, un rendu 3D du poumon segmenté est affiché. Dans le panneau gauche-droite, une vue coronale est montrée avec le poumon segmenté en rouge. <a href="https://www.jove.com/files/ftp_upload/67474/67474fig06large.jpg" target="_blank">Veuillez cliquer ici pour voir une version agrandie de cette figure.</a>
<img alt="Figure 7" class="xfigimg" src="/files/ftp_upload/67474/67474fig07.jpg"> 
Figure 7 : Paramètres vitaux des animaux pendant les expériences. N = 8 souris (bleu), N = 8 rats (orange). Notez la baisse de la fréquence cardiaque lorsque les animaux entrent dans un plan chirurgical d’anesthésie. <a href="https://www.jove.com/files/ftp_upload/67474/67474fig07large.jpg" target="_blank">Veuillez cliquer ici pour voir une version agrandie de cette figure.</a>
<img alt="Figure 8" class="xfigimg" src="/files/ftp_upload/67474/67474fig08.jpg"> 
Figure 8 : Segmentation 3D des poumons à trois niveaux de PEP avec les volumes pulmonaires correspondants. Segmentation d’un poumon de rat à PEP 0 (colonne de gauche), PEP 3 (colonne du milieu) et PEP 6 (colonne de droite). Dans la rangée supérieure, la face postérieure des poumons est montrée. Dans la rangée du milieu, la face antérieure des poumons est montrée. Les volumes qui sont représentés dans la rangée du bas sont mesurés dans les poumons rendus en 3D qui sont visibles sur cette figure. <a href="https://www.jove.com/files/ftp_upload/67474/67474fig08large.jpg" target="_blank">Veuillez cliquer ici pour voir une version agrandie de cette figure.</a>
Vidéo supplémentaire 1 : Vidéo 3D d’une souris. <a href="https://www.jove.com/files/ftp_upload/67474/Supplemental_Video1.gif" target="_blank">Veuillez cliquer ici pour télécharger cette vidéo.</a>
Vidéo supplémentaire 2 : Vidéo 3D d’un rat. <a href="https://www.jove.com/files/ftp_upload/67474/Supplemental_Video2.gif" target="_blank">Veuillez cliquer ici pour télécharger cette vidéo.</a>
Fichier de codage supplémentaire 1 : Script permettant d’enregistrer les segmentations dans d’autres acquisitions. <a href="https://www.jove.com/files/ftp_upload/67474/Supplemental_Video1.gif" target="_blank">Veuillez cliquer ici pour télécharger ce fichier.</a>

Imagerie par résonance magnétique cinétique 3D du mouvement respiratoire chez les souris et les rats ventilés mécaniquement

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

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Source : Chiu, S., et al. Imagerie par résonance magnétique à contraste de phase dans l’artère carotide commune du rat. J. Vis. Exp. (2018). Cette vidéo fait la démonstration de l’imagerie par résonance magnétique à contraste de phase (IRM-PC) pour mesurer le flux sanguin dans l’artère carotide commune d’un rat. Après avoir fixé un rat anesthésié sur le lit d’IRM et s’être assuré de la stabilité des paramètres physiologiques, l’artère carotide commune est scannée pour capturer des images à des...

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