הדמיה משוקללת דיפוזיה של ההיפוקמפוס של חולדה עם פגיעה מוחית טראומטית קלה

תקציר

מקור: Braeckman, K., ואחרים. al. הדמיית דיפוזיה מתקדמת בהיפוקמפוס של חולדות עם פגיעה מוחית טראומטית קלה. J. Vis. Exp.} (2019)

{{}}

{{}}}סרטון זה מדגים את השימוש בהדמיה משוקללת דיפוזיה כדי להעריך שינויים מיקרו-מבניים בהיפוקמפוס של חולדה בעקבות פגיעה מוחית טראומטית קלה (mTBI), המדגישים פגיעה אקסונלית באמצעות סריקת MRI מדויקת וניתוח דיפוזיה.

פרוטוקול

כל ההליכים הכוללים מודלים של בעלי חיים נבדקו על ידי הוועדה המוסדית המקומית לטיפול בבעלי חיים ומועצת הביקורת הווטרינרית של JoVE.

1. Diffusion magnetic resonance imaging (MRI)<br />NOTE: הדמיה משוקללת דיפוזיה מתבצעת לפני ויום אחד לאחר השראת הטראומה.

1. הרדמה את החולדה בתא אינדוקציה קטן מלא בתערובת של איזופלורן (5%) ו-O₂. כאשר החולדה אינה מגיבה לצביטה בכפה או בזנב, הפחיתו את ההרדמה ל-2% עם קצב זרימה של 500 מ"ל לדקה. העבר את החיה למיטת הסורק במצב נטייה עם הראש תחילה.
2. מקמו את החולדה במחזיק הראש עם מוט השיניים וחרוט האף, העבירו את ההרדמה, והחליקו את הראש קדימה עד שמרכז המוח נמצא בגובה מרכז סליל ה-MRI בנפח הריבוע. מרחו משחת סיכה על העיניים בכמויות קטנות כדי למנוע נזק לקרנית. קבע את הראש בעזרת פיסת סרט קטנה כדי למנוע תנועה במהלך הסריקה.
3. הניחו כרית לחץ מתחת לבית החזה של החולדה כדי לפקח על הנשימה וכסו את החולדה בשמיכת חימום מים חמים וניילון בועות כדי לשמור על חום החולדה. לפני הסריקה, בדוק את מוניטור הנשימה כדי לוודא שהאות ברור ללא רעש ושמחזור הנשימה עקבי. העבר את כרית הלחץ במידת הצורך.
   NOTE: יש לשמור על קצב הנשימה בין נשימה אחת ל-1,200-1,700 אלפיות השנייה על ידי התאמת רמת ההרדמה בין 1%-2%.
4. החלק את סליל עוצמת הקול הריבועי מעל הראש. כוונן את קבלי הכוונון וההתאמה של הסליל לתדר ולעכבה המתאימים בהתאם להוראות שסופקו על ידי ספק הסלילים. קדם את מיטת הסורק לתוך קדח הסורק כדי להתחיל בסריקה.
5. השג סריקת סיור ברירת מחדל של שלושה מטוסים ("טריפיילוט") כדי להבטיח מיקום נכון.
   1. טען את רצף ה-tripilot לתוך פקד הסריקה על-ידי לחיצה על סריקה חדשה ובחירת רצף ה-tripilot מרשימת הפרוטוקולים. לאחר מכן, לחץ על רמזור button כדי להתחיל את הסריקה.
   2. בסיום הסריקה, טען את הסריקה בתצוגת התמונה וודא ש-1) הראש שוכב ישר ו-2) המוח ממוקם במרכז המגנט והסליל. התאם את מיקום הראש ו/או מיטת הסורק, במידת הצורך, ורכוש סריקת טריפיילוט חדשה.
6. התאם את השדה המגנטי המקומי באמצעות פרוטוקול shimming אוטומטי מסדר שני: טען את פרוטוקול shim מסדר שני לתוך בקרת הסריקה כמתואר בשלב 1.5.1. לאחר מכן, לחץ על Acq tab | התאמות נוכחיות | התאמה ספציפית לשיטה עבור השדה המקומי הומוגניות בכלי בקרת ספקטרומטר חלון להפעלת החלפה אוטומטית.
7. טען הדמיה מהירה חדשה של T2 עם רצף הדים ממוקדים מחדש (RARE) לתוך בקרת הסריקה כמתואר בשלב 1.5.1.
   1. רכוש תמונות במשקל T2 באמצעות הגדרות ברירת המחדל, למעט הפרמטרים הבאים:
   2. פתח את עריכת סריקה כרטיסייה והתאם את זמן החזרה (TR) וזמן ההד (TE) ל-5,500 אלפיות השנייה ו-37 אלפיות השנייה, בהתאמה. כמו כן, שנה את שדה הראייה ואת גודל המטריצה כדי לאפשר רזולוציה גבוהה יותר במישור של 109 מיקרומטר x 109 מיקרומטר (רזולוציית ברירת מחדל = 156 מיקרומטר x 156 מיקרומטר). ודא שעובי הפרוסה הוא 600 מיקרומטר, מספר הפרוסות מוגדר ל-45 וגורם ה-RARE מוגדר ל-8.
   3. פתח את Geometry editor והניחו את אריזת הפרוסות במיקום הנכון, כולל הבולבוס של המוח והמוח הקטן.
8. טען שלושה רצפי ספין-הד משוקללים חדשים (DtiEpi) מהתיקייה B_DIFFUSION לפרוטוקול בקרת הסריקה כמתואר בשלב 1.5.1.
   NOTE: באמצעות שלוש "קונכיות" דיפוזיה שונות, ניתן להעריך את מודל הדמיית טנזור הדיפוזיה (DTI), מודל הדמיית קורטוזיס דיפוזיה (DKI) ומודל שלמות דרכי החומר הלבן (WMTI). מומלץ להשתמש בשלושה ערכי b שונים לפחות, כאשר ערך b הגבוה ביותר הוא מקסימום 3000 s/mm² עם לפחות 15 כיוונים במרווחים שווים לכל מעטפת הדמיה.
   1. רכוש תמונות במשקל דיפוזיה (DWI) באמצעות הגדרות ברירת המחדל, מלבד ההגדרות הבאות:
   2. פתח את עריכת סריקה ולהתאים את הפרמטרים הגיאומטריים תחת הכרטיסייה גיאומטריה כרטיסייה. התאם את שדה הראייה ואת גודל המטריצה ל-105 x 105 כדי להבטיח רזולוציה של 333 μ m x 333 מיקרומטר.
   3. הגדר את כיוון הפרוסה לצירי ואת מספר הפרוסות ל-25, וכתוצאה מכך עובי הפרוסה הוא 500 מיקרומטר ומרחק הפרוסה הוא 600 מיקרומטר. שנה את כיוון הקריאה ימינה.
   4. לחץ על Contrast הכרטיסייה כדי לכוונן את זמן ההד ל-24 אלפיות השנייה ואת זמן החזרה ל-6,250 גב
   5. הגדר את רוחב הפס ל-250,000 הרץ והפעל את דיכוי השומן. התאם את מספר הממוצעים לאחד.
   6. לחץ על Research ושנה את מספר הממוצעים (מקטעי EPI) ל-4.
   7. לחץ על Diffusion הכרטיסייה בכרטיסיית המחקר. ביצוע שלב זה בנפרד עבור כל אחד משלושת פגזי הדיפוזיה.
      1. התאם את מספר כיווני הדיפוזיה ל-32 עבור המעטפת הראשונה, 46 עבור המעטפת השנייה ו-64 עבור המעטפת השלישית.
      2. התאימו את כיווני מעבר הצבע בקובצי כיווני מעבר צבע מותאמים אישית.
      3. שנה את מספר תמונות B0 ל-5 עבור הפגז הראשון, 5 עבור הפגז השני ו-7 עבור הפגז השלישי.
      4. התאם את ערך b לכל כיוון ל-800 s/mm² עבור המעטפת הראשונה, 1500 s/mm² עבור המעטפת השנייה, ו-2000 שניות/מ"מ² עבור המעטפת השלישית.
         NOTE: התאמת כיווני השיפוע עם קובץ כיווני מעבר צבע מותאם אישית יכולה להיעשות באופן ידני על ידי הגדרת Enter Diffusion Directions כן או באופן אוטומטי באמצעות המאקרו DTI_SET_DIRECTIONS.
   8. פתח את Geometry editor ומקם את שדה הראייה בין הבולבוס למוח הקטן, המכיל רק את המוח הקטן כדי להפחית את זמן החפץ והסריקה. מקם שש רצועות רוויה של 5 מ"מ מחוץ למוח כדי להפחית חפצים על ידי לחיצה על Saturation והחלק את הרצועות במיקום המועדף באמצעות פסי הגלילה.
      NOTE: ניתן לזהות את הבולבוס והמוח הקטן על סמך ציוני דרך אנטומיים ושלוש התמונות של סריקת הטייס המשולש.
9. רכוש את הרצפים המיובאים על ידי לחיצה על רמזור. באמצעות ההגדרות של הפרמטרים שתוארו לעיל, זמן הרכישה של סריקת T2-RARE הוא 12 דקות, של מעטפת ה-DWI הראשונה 15 דקות, של מעטפת ה-DWI השנייה 21 דקות ושל המעטפת השלישית 30 דקות. זמן הרכישה הכולל הוא כ-80 דקות (במערכת ערוץ מקלט יחיד).
10. בסיום פרוטוקול הסריקה, הוציאו את החיה ממיטת הסורק, והניחו אותה בכלוב נקי עם כרית חימום בטמפרטורה של 37 מעלות צלזיוס. החזירו את החיה לכלוב הביתי כשהיא חוזרת להכרה.

חומרים