Name: MRI ו-PET במודלים של עכברים של אוטם שריר הלב (וידאו) | JoVE Journal
Uploaded: 2013-12-19T13:00:00.000+00:00
Duration: 10 min 46 s
Description: חקור הערכת יעילות טיפולים באוטם שריר הלב בעכברים באמצעות הדמיית MRI ו-PET. שיטה זו מאפשרת מעקב לאורך זמן בתפקוד הלבי ומספקת תובנות משלימות לפיתוח טיפולים חדשים.

ai_agent_IP

ai_agent

maintenance

instantTrialDurationMinutes

isBiopharma

enableNewMyJoveSectionDesign

educationFeatures

seoMetaApi

ai_copilot_institution_blacklist

ai_chat_institution_blacklist

freeAccessWindow

ssoRoleCapture

scheduledMaintenanceBanner

joveLabsFeatures

disable_autoplay_for_bots

extended_trial_duration

5 minutes

playerTrialDesktop

אנו אסירי תודה על המימון מקרן הלב הבריטית ל-TK ולמועצת המחקר הרפואי הבריטית למלגת מחקר לתואר שני ב-GB.

כל מרכיבי המחקר בוצעו בהתאם לחוק בעלי החיים (נהלים מדעיים) בבריטניה, 1986, ובאישור פאנל הביקורת האתית של אוניברסיטת קיימברידג'.
1. הכנת בעלי חיים
<ol>
	<li>לגרום לאוטם בהתערבות כירורגית7,8. למדידה בשלב האקוטי, בצע הדמיה 24 שעות לאחר ההתערבות.</li>
	<li>הכן צינור מזרק דק לאספקת תרופות עם מחט 25 גרם בקצה אחד ומזרק עם מחט 25 גרם בקצה השני. אורך הקו אמור להספיק בכדי לאפשר הזרקה מחוץ לקידוח המגנט (כ -1.5 מ</li> ').
	<li>הכן תמיסה המדללת את גדוביסט במי מלח. טען מזרק עם כמות התמיסה הנכונה כדי להשיג 3 ממול/ק"ג המותאם למשקל גוף העכבר. שמור על נפח ההזרקה בין 50-100 מיקרוליטר.</li>
	<li>מלאו מראש את הקו בתמיסת Gadovist. כדי למנוע קרישת דם, מלאו את קצה הקו הקרוב לצינורית במי מלח הפרין.</li>
	<li>הנח את העכבר בתיבת האינדוקציה להרדמה עם 3% איזופלורן ב-O2 1 ליטר לדקה למשך 3-5 דקות לפי הצורך. ניתן לזהות עומק הרדמה נכון עם קצב הנשימה המואט, שאמור לרדת לפחות מ-70 פעימות לדקה.</li>
	<li>קנול את וריד הזנב באמצעות הקו שהוכן קודם לכן, השתמש בסרט כירורגי כדי לשמור על המחט במקומה במהלך ההליך.</li>
</ol>
2. מיקום וניטור בעלי חיים
<ol>
	<li>הנח את העכבר על מיטת ה-MRI, ומספק 1-2% איזופלורן ב-1 ליטר לדקה O2 לתחזוקת הרדמה כנדרש. שמור על קצב נשימה בין 20-70 פעימות לדקה.</li>
	<li>ודא שמרכז סליל ה-MRI ממוקם מעל מיקום לב העכבר.</li>
	<li>עקוב אחר הנשימה על ידי הנחת חיישן כרית נשימה מעט מתחת לסרעפת. השתמש במדחום רקטלי עם החלקת כיסוי משומנת מראש כדי לפקח על טמפרטורת הליבה. ודא שהטמפרטורה נשמרת קבועה במהלך הסריקות על 37±2 מעלות צלזיוס.</li>
	<li>לניטור א.ק.ג, הנח שלוש אלקטרודות על הכפות הקדמיות ועל הכף האחורית השמאלית, וודא שכף היד של הבוהן פתוחה לחלוטין. בחר את זוג האלקטרודות המשיג את איכות האות הטובה ביותר כדי להפיק את האק"ג. סובב את כבלי ה-ECG יחד, כדי לוודא שהם לא יוצרים מעגלי תהודה בתדר התהודה של ה-MRI, מה שישחית קשות את אות ה-ECG בעת הפעלת רצפי דופק.</li>
	<li>ודא שהאלקטרודות מחוברות היטב למיטה באמצעות סרט. האלקטרודות וחרוט האף יחזיקו את החיה במקומה במהלך כל ההליך.</li>
	<li>מקם שמיכה מחוממת במים מעל העכבר, עוטפת את הניטור ומובילי הסליל כדי לשמור על טמפרטורת הגוף.</li>
	<li>יישר את הלייזר של המיטה עם תנוחת הלב; השתמש בקו האצבעות הקדמי כציון דרך. מקם את זה באיזוסנטר המגנט באמצעות מיטה אוטומטית.</li>
	<li>הפעל את ההתאמות הסטנדרטיות עבור מערכת ה-MRI.</li>
	<li>הגדר את ציוד הניטור לזיהוי גל ה-R ב-ECG. התאם את הספים עבור כל עכבר ובתוך הפעלות הדמיה כך שתהיה הפעלה אמינה.</li>
</ol>
3. MRI
<ol>
	<li>רכוש תמונת פיילוט כדי לתכנן את תמונות הפיילוט הרב-מישוריות.</li>
	<li>זהה את הלב בתמונה, בקלות רבה יותר על ידי חפצי הזרימה שלו. אם התמונות מראות שהעכבר אינו מרוכז היטב בסליל או באיזוסנטר, משוך את המיטה וחזור על המיקום.</li>
	<li>קבל תמונת הד הדרגתי מהיר (GE) עם חמש פרוסות לכל כיוון ושדה ראייה (FOV) של 3 ס"מ עם שער א.ק.ג מופעל.</li>
	<li>הפעל סריקה תלת מימדית לא ממוקדת, במרכז הלב לצורך רישום משותף של PET (ראה טבלה 1 לפרמטרי סריקה). בזמן שסריקה זו פועלת, תכנן את הסריקות העוקבות.</li>
	<li>תכנן סריקת תצוגה של ארבעה חדרים (4 ערוצים) (ראה טבלה 1 לפרמטרי סריקה). זה אמור לחתוך את הקודקוד ואת המסתמים התלת-שפתיים והמיטרליים, ולהראות את כל 4 החדרים.</li>
	<li>תכנן תצוגה של שני חדרים (2 ערוצים) (ראה טבלה 1 לפרמטרי סריקה). עליו לחתוך את הקודקוד ואת המסתם התלת-שפתי, ולהראות את האטריום והחדר השמאלי.</li>
	<li>הצליב את הגיאומטריה של שתי התצוגות עם הציר הארוך. אם תכנון הפרוסות אינו אופטימלי, חזור על הסריקה.</li>
	<li>תכנן ערימה של פרוסות ציר קצר (ראה טבלה 1 לפרמטרי סריקה) אורתוגונלית הן ל-4 ch והן ל-2 ch view. מכסים את כל הלב, החל מהפרוסה האפיקלית הראשונה ללא בריכת דם ועד לפרוסת הבסיס הראשונה ללא כל קרוואנים. הפרוסות צריכות להיות מרווחות באופן שווה ללא רווחים.</li>
</ol>
4. שיפור גדוליניום מאוחר
<ol>
	<li>הגדל את זמן הריק לשער כדי לרכוש כל פעימת לב שנייה (TR = 550-750 msec). יש להחיל עיכוב כך שהרכישה מתבצעת בשלב הדיאסטולי הסופי של האק"ג.</li>
	<li>בצע גרסה ברזולוציה נמוכה של רצף ה-LGE (ראה טבלה 1 לפרמטרי סריקה) לפני ההזרקה על מנת לבדוק שהשער נכון ואין חפצי זרימה. אם קיימים חפצי זרימה בשלב הדיאסטולי, הגדלת העיכוב מעט (כלומר הדמיה בשלב מוקדם מאוד של הסיסטולה) תיפטר מהם.</li>
	<li>בצע את הזרקת תמיסת Gadovist לאט ובהתמדה במשך 15 שניות.</li>
	<li>התחל הדמיית LGE (ראה טבלה 1 לפרמטרי סריקה) לאחר ההזרקה. ניגודיות טובה מושגת בעת הדמיה במהלך 15 הדקות הראשונות.</li>
</ol>
5. הדמיית PET
<ol>
	<li>העבר את מיטת ה-MRI לסורק ה-PET והשאיר את המקלט במקומו ועגן אותו היטב לתמיכת מיטת ה-PET. חבר את ציוד ההרדמה והניטור.</li>
	<li>מקם את הלב במרכז שדה הראייה של ה-PET והזיז את המיטה רק באופן צירי.</li>
	<li>רכוש סריקת שידור במעבר אחד עם מקור גרמניום.</li>
	<li>חלץ 10-30 Mbq של FDG עם תווית רדיואקטיבית מהמיכל שלו עם מזרק. יש לנקוט בזהירות הנדרשת עם חומר רדיואקטיבי. מדוד את הפעילות בעזרת מונה באר. נפח הזרקה טוב לעכברים נע בין 50-100 מיקרוליטר, אם הנפח קטן מדי, יש לדלל את התמיסה במי מלח.</li>
	<li>התחל את סריקת הפליטה, מוגדר לרכוש PET מגודר במצב רשימה למשך 45 דקות. במקביל, הזריק את העוקב לאט ובהתמדה במשך 15 שניות. שטוף את הקו עם מספיק מי מלח כדי לספק את כל העוקב הרדיואקטיבי.</li>
	<li>לבריאות בעלי החיים, אין לחרוג מ-300 מיקרוליטר עם שלוש הזריקות (כלומר Gadovist, FDG, flush).</li>
	<li>הנח את המזרק בחזרה בדלפק הבאר כדי למדוד את הפעילות השיורית.</li>
	<li>פעל לפי הכללים המקומיים לאורך כל הדרך לטיפול בחומר רדיואקטיבי.</li>
</ol>
6. סגמנטציה של MRI
<ol>
	<li>טען את תמונות ה-Cine-MRI בקטע v1.9 9.</li>
	<li>הפעל את הכלים האוטומטיים לסגמנטציה. החל מנקודה בתוך החדר, אלה ינפחו את דפנות החדר המשוערות עד שתימצא ההתאמה הטובה ביותר.</li>
	<li>תחם את ה-LV וה-RV באופן ידני בקצה סיסטולה (ES) ובדיאסטולה קצה (ED), המוגדרים בהתאמה כמסגרות עם נפח ה-LV המקסימלי ועם נפח ה-LV הגלובלי המינימלי. אל תכלול את השרירים הפפילריים והטרבקולציות לאורך כל הדרך. אל תתאים את ניגודיות התמונה, מכיוון שחוסר עקביות בניגודיות מוביל לפרשנות שונה של אפקטים חלקיים של עוצמת הקול.</li>
	<li>תוחם ידנית את האפיקרדיום ב-ES ו-ED עבור חישובי מסת LV, כפי שמוצג באיור 6. שריר הלב אינו ניתן לדחיסה, ולכן מסת ה-LV חייבת להיות עקבית ב-ES ו-ED. אם ההבדל הוא יותר מ-5%, סביר להניח ששגיאת מפעיל ויש לבדוק אותן.</li>
	<li>בבסיס החדרים, השתמש בקו ישר כדי להבחין בין חדרים לפרוזדורים כפי שמוצג באיור 6, תוך זיהוי זווית הפרוסה בעזרת תצוגות הציר הארוך.</li>
	<li>הצליב את הפילוח בתצוגות הציר הארוך.</li>
	<li>תוחם את אזור הצלקת בתמונות LGE. חלקו את נפח הצלקת במסת ה-LV הנגזרת בהדמיית הקולנוע כדי לקבל את האוטם כאחוז מה-LV.</li>
</ol>
7. ניתוח PET ורישום משותף עם MRI
<ol>
	<li>שחזר את תמונות ה-PET באמצעות אלגוריתם הקרנה לאחור מסונן בתלת מימד וייצא נתונים לפורמט Nifti (http://nifti.nimh.nih.gov/) המציג ערכי קליטה סטנדרטיים.</li>
	<li>שנה את כל תמונות ה-PET באמצעות מטריצת הטרנספורמציה הקבועה בין ה-PET למערכת ה-MRI. אם המטריצה אינה ידועה, מלאו פנטום גיאומטרי בחומר רדיואקטיבי ובצעו MRI, ואז העבירו את המיטה ל-PET ובצעו סריקת פליטה. המטריצה המתקבלת כדי להפוך את ה-PET לתמונת ה-MRI היא המטריצה הסטנדרטית לעבור מה-PET למערכת ה-MRI.</li>
	<li>רשום את תמונת ה-PET הממוצעת ל-MRI התלת-ממדי באמצעות כלי רישום בתפזורת של עכבר SPM10.</li>
	<li>ערמו את הפרוסות מ-Cine-MRI כדי לקבל שחזור תלת מימדי, אינטרפולציה לקבלת רזולוציה איזוטרופית של 0.3 מ"מ. רשום את אמצעי האחסון של ה-PET הדיאסטולי הקצה לנפח ה-MRI הדיאסטולי הקצה באמצעות כלי רישום משותף של SPM-Mouse. השתמש באותה מטריצה עבור כל שלבי הלב האחרים.</li>
	<li>כדי להעריך את גודל האוטם של PET, בחר 50% מהעוצמה המקסימלית בלב כדי להבחין בין ווקסלים עם אוטם ללא אוטם. בטא ווקסלים עם אוטם כאחוז מה-LV.</li>
</ol>

<ol><li>Borst, O., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Methods+employed+for+induction+and+analysis+of+experimental+myocardial+infarction+in+mice%5BTitle%5D)+AND+%22Cell.+Physiol.+Biochem%22%5BJournal%5D)">Methods employed for induction and analysis of experimental myocardial infarction in mice.</a> Cell. Physiol. Biochem. 28, 1-12 (2011).</li>
<li>Pacher, P., Nagayama, T., Mukhopadhyay, P., Bátkai, S., Kass, D. A. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Measurement+of+cardiac+function+using+pressure-volume+conductance+catheter+technique+in+mice+and%5BTitle%5D)+AND+%22%22%5BJournal%5D)">Measurement of cardiac function using pressure-volume conductance catheter technique in mice and.</a> 3, 1422-1434 (2008).</li>
<li>Larsen, T. S., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((The+isolated+working+mouse+heart%3A+methodological+considerations%5BTitle%5D)+AND+%22Pfl%C3%BCgers+Arch%22%5BJournal%5D)">The isolated working mouse heart: methodological considerations.</a> Pflügers Arch. 437, 979-985 (1999).</li>
<li>Epstein, F. H. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((MR+in+mouse+models+of+cardiac+disease%5BTitle%5D)+AND+%22NMR+Biomed%22%5BJournal%5D)">MR in mouse models of cardiac disease.</a> NMR Biomed. 20, 238-255 (2007).</li>
<li>Schneider, J. E., Wiesmann, F., Lygate, C. A., Neubauer, S. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((How+to+perform+an+accurate+assessment+of+cardiac+function+in+mice+using+high-resolution+magnetic+resonance+imaging%5BTitle%5D)+AND+%22J.+Cardiov.+Magn.+Reson%22%5BJournal%5D)">How to perform an accurate assessment of cardiac function in mice using high-resolution magnetic resonance imaging.</a> J. Cardiov. Magn. Reson. 8, 693-701 (2006).</li>
<li>Buonincontri, G., Methner, C., Krieg, T., Carpenter, T. A., Sawiak, S. J. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((A+fast+protocol+for+infarct+quantification+in+mice%5BTitle%5D)+AND+%22J.+Magn.+Reson.+Imaging%22%5BJournal%5D)">A fast protocol for infarct quantification in mice.</a> J. Magn. Reson. Imaging. , (2013).</li>
<li>Methner, C., Schmidt, K., Cohen, M. V., Downey, J. M., Krieg, T. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Both+A2a+and+A2b+adenosine+receptors+at+reperfusion+are+necessary+to+reduce+infarct+size+in+mouse+hearts%5BTitle%5D)+AND+%22Am.+J.+Physiol%22%5BJournal%5D)">Both A2a and A2b adenosine receptors at reperfusion are necessary to reduce infarct size in mouse hearts.</a> Am. J. Physiol. 299, 1262-1264 (2010).</li>
<li>Methner, C., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Protection+through+postconditioning+or+a+mitochondria-targeted+S-nitrosothiol+is+unaffected+by+cardiomyocyte-selective+ablation+of+protein+kinase%5BTitle%5D)+AND+%22%22%5BJournal%5D)">Protection through postconditioning or a mitochondria-targeted S-nitrosothiol is unaffected by cardiomyocyte-selective ablation of protein kinase.</a> , in press (2013).</li>
<li>Heiberg, E., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Design+and+validation+of+Segment--freely+available+software+for+cardiovascular+image+analysis%5BTitle%5D)+AND+%22BMC+Med.+Imaging%22%5BJournal%5D)">Design and validation of Segment--freely available software for cardiovascular image analysis.</a> BMC Med. Imaging. 10, 1 (2010).</li>
<li>Sawiak, S. J., Wood, N. I., Williams, G. B., Morton, A. J., Carpenter, T. A. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Voxel-based+morphometry+in+the+R6%2F2+transgenic+mouse+reveals+differences+between+genotypes+not+seen+with+manual+2D+morphometry%5BTitle%5D)+AND+%22Neurobiol.+Dis%22%5BJournal%5D)">Voxel-based morphometry in the R6/2 transgenic mouse reveals differences between genotypes not seen with manual 2D morphometry.</a> Neurobiol. Dis. 33, 20-27 (2009).</li>
<li>Zaidi, H., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Design+and+performance+evaluation+of+a+whole-body+Ingenuity+TF+PET-MRI+system%5BTitle%5D)+AND+%22Phys.+Med.+Biol%22%5BJournal%5D)">Design and performance evaluation of a whole-body Ingenuity TF PET-MRI system.</a> Phys. Med. Biol. 56, 3091-3106 (2011).</li>
<li>Thomas, D., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((T1-weighted+cine+FLASH+is+superior+to+IR+imaging+of+post-infarction+myocardial+viability+at+4.7T%5BTitle%5D)+AND+%22J.+Cardiov.+Magn.+Reson%22%5BJournal%5D)">T1-weighted cine FLASH is superior to IR imaging of post-infarction myocardial viability at 4.7T.</a> J. Cardiov. Magn. Reson. 8, 345-352 (2006).</li>
<li>Protti, A., Sirker, A., Shah, A. M., Botnar, R. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Late+gadolinium+enhancement+of+acute+myocardial+infarction+in+mice+at+7T%3A+cine-FLASH+versus+inversion+recovery%5BTitle%5D)+AND+%22J.+Magn.+Reson.+Imaging%22%5BJournal%5D)">Late gadolinium enhancement of acute myocardial infarction in mice at 7T: cine-FLASH versus inversion recovery.</a> J. Magn. Reson. Imaging. 32, 878-886 (2010).</li>
<li>Bohl, S., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Advanced+methods+for+quantification+of+infarct+size+in+mice+using+three-dimensional+high-field+late+gadolinium+enhancement+MRI%5BTitle%5D)+AND+%22Am.+J.+Physiol%22%5BJournal%5D)">Advanced methods for quantification of infarct size in mice using three-dimensional high-field late gadolinium enhancement MRI.</a> Am. J. Physiol. 296, 1200-1208 (2009).</li>
<li>Chapon, C., Herlihy, A. H., Bhakoo, K. K. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Assessment+of+myocardial+infarction+in+mice+by+late+gadolinium+enhancement+MR+imaging+using+an+inversion+recovery+pulse+sequence+at+9.4T%5BTitle%5D)+AND+%22J.+Cardiov.+Magn.+Reson%22%5BJournal%5D)">Assessment of myocardial infarction in mice by late gadolinium enhancement MR imaging using an inversion recovery pulse sequence at 9.4T.</a> J. Cardiov. Magn. Reson. 10, 6 (2008).</li>
<li>Price, A. N., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Cardiovascular+magnetic+resonance+imaging+in+experimental+models%5BTitle%5D)+AND+%22The+open+cardiov+medicine+journal%22%5BJournal%5D)">Cardiovascular magnetic resonance imaging in experimental models.</a> The open cardiov medicine journal. 4, 278-292 (2010).</li>
<li>Hiba, B., Richard, N., Thibault, H., Janier, M. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Cardiac+and+respiratory+self-gated+cine+MRI+in+the+mouse%3A+comparison+between+radial+and+rectilinear+techniques+at+7T%5BTitle%5D)+AND+%22Magn.+Reson.+Med%22%5BJournal%5D)">Cardiac and respiratory self-gated cine MRI in the mouse: comparison between radial and rectilinear techniques at 7T.</a> Magn. Reson. Med. 58, 745-753 (2007).</li>
<li>Buonincontri, G., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((PET%2FMRI+in+the+infarcted+mouse+heart+with+the+Cambridge+split+magnet%5BTitle%5D)+AND+%22Nucl.+Instrum.+Methods+Phys.+Res.+A%22%5BJournal%5D)">PET/MRI in the infarcted mouse heart with the Cambridge split magnet.</a> Nucl. Instrum. Methods Phys. Res. A. , (2012).</li>
<li>Büscher, K., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Isochronous+assessment+of+cardiac+metabolism+and+function+in+mice+using+hybrid+PET%2FMRI%5BTitle%5D)+AND+%22J.+Nucl.+Med%22%5BJournal%5D)">Isochronous assessment of cardiac metabolism and function in mice using hybrid PET/MRI.</a> J. Nucl. Med. 51, 1277-1284 (2010).</li>
<li>Berr, S. S., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Images+in+cardiovascular+medicine.+Serial+multimodality+assessment+of+myocardial+infarction+in+mice+using+magnetic+resonance+imaging+and+micro-positron+emission+tomography+provides+complementary+information+on+the+progression+of+scar+formation%5BTitle%5D)+AND+%22Circulation%22%5BJournal%5D)">Images in cardiovascular medicine. Serial multimodality assessment of myocardial infarction in mice using magnetic resonance imaging and micro-positron emission tomography provides complementary information on the progression of scar formation.</a> Circulation. 115, 428-429 (2007).</li>
<li>Lee, W. W., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((PET%2FMRI+of+inflammation+in+myocardial+infarction%5BTitle%5D)+AND+%22J.+Am.+Coll.+Cardiol%22%5BJournal%5D)">PET/MRI of inflammation in myocardial infarction.</a> J. Am. Coll. Cardiol. 59, 153-163 (2012).</li>
<li>Lucas, A. J., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Development+of+a+combined+microPET-MR+system%5BTitle%5D)+AND+%22Technol.+Cancer+Res.+Treat%22%5BJournal%5D)">Development of a combined microPET-MR system.</a> Technol. Cancer Res. Treat. 5, 337-341 (2006).</li>
<li>Hawkes, R. C., Fryer, T. D., Siegel, S., Ansorge, R. E., Carpenter, T. A. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Preliminary+evaluation+of+a+combined+microPET-MR+system%5BTitle%5D)+AND+%22Technol.+Cancer+Res.+Treat%22%5BJournal%5D)">Preliminary evaluation of a combined microPET-MR system.</a> Technol. Cancer Res. Treat. 9, 53-60 (2010).</li>
</ol>

אין מה לחשוף.

PET/MRI היא שיטת מדידה מקיפה להערכה לא פולשנית ואורכית של תפקוד סיסטולי, כדאיות רקמות וסמנים מטבוליים ספציפיים במודלים של אוטם שריר הלב בעכברים. כאן תיארנו פרוטוקול לביצוע MRI ו-PET ברצף, שבו הרישום המשותף מפושט על ידי העברת אותה מיטה בין מערכות. אסטרטגיה זו, שאומצה גם על ידי יצרני מערכות קליניות11, אינה דורשת סורק PET/MRI משולב וניתן לבצע אותה עם ציוד סטנדרטי. לאחר מדידת המטריצה הקבועה לטרנספורמציה בין שתי המערכות, מתקבל רישום משותף של ה-PET עם נתוני ה-MRI בתרגום צירי. פישוט זה שימושי במיוחד במחקרי לב, שבהם ר...

על מנת למדוד את היעילות של אסטרטגיות טיפול חדשות לאוטם שריר הלב (MI) במחקרים פרה-קליניים, נדרשת הערכת השלב החריף כמו גם התוצאה ארוכת הטווח1. שיטות כגון היסטופתולוגיה, צנתרים תוך-לבביים2 ודגמי לב ex vivo 3 משמשות בדרך כלל למחקרים פרה-קליניים בעכברים. עם זאת, אי אפשר להמשיך את הטיפול בשיטות ex vivo או פולשניות מאוד. טכניקות מדידה לא פולשניות כמו הדמיית תהודה מגנטית in vivo (MRI) וטומוגרפיה של פליטת פוזיטרונים (PET) מאפשרות עיצובים ניסויים אורכיים לשלב מחלה בנבדקים בודדים. Cine-MRI משמש להפקת פרמטרים תפקודיים גלובליים כגון מסת החדר השמאלי (LVM), מקטע פליטה (EF) ותפוקת לב (CO). בנוסף, לאחר הזרקת חומר ניגוד גדוליניום, עקב זלוף לקוי ושטיפה באוטם, ניתן להעריך את כדאיות הרקמות באמצעות MRI לשיפור גדוליניום מאוחר (LGE). באופן משלים, PET מציע מדד רגיש של מולקולות עם תווית רדיו על מנת להעריך את חילוף החומרים ברקמות. הדיוק הגבוה של טכניקות אלה מאפשר הפחתה משמעותית במספר בעלי החיים הנדרשים לבדיקת תרופות חדשות המכוונות ל-MI.
הליכי ה-PET וה-MRI מעורבים, וללא פרוטוקול שתוכנן בקפידה קשה לשמור על שחזור. נהלים שנקבעו במרפאה למטופלים דורשים שינוי משמעותי לשימוש בעכברים, בשל קצב הלב המהיר בהרבה וממדיהלב הקטנים יותר. יש שונות רבה בין נבדקים בודדים, הן בנקודת ההתחלה והן בתגובה לפציעה שנגרמה, ולכן יש צורך במספר ניכר של עכברים כדי לקבוע את יעילות הטיפול.
בדוח זה, אנו מתארים את השיטה שלנו להדמיית PET/MRI רציפה של לב העכבר. שתי השיטות משתמשות בחומרי ניגוד תוך ורידיים, המועברים דרך וריד הזנב. MRI מורכב מהערכה סטנדרטית עם Cine-MRI5 עם פרוטוקול אופטימלי עבור LGE כפי שתואר בעבודה הקודמת שלנו6. הליך ה-MRI כולו נמשך 30 דקות. השגנו אביזרים עקביים למיטות המכשירים שלנו כך שניתן להעביר את החיה על פלטפורמה עם אותו מכשיר ניטור והרדמה בין המכונות. סריקת ה-PET נמשכת 45 דקות עם הזרקה באתרה לאחר תחילת הסריקה. השלב האחרון הוא מדידת הפרמטרים מתמונות MRI ו-PET לאחר רישום משותף.

<table><tbody><tr><td>Gadovist</td><td>Bayer Schering Pharma</td><td>PL 00010/0535</td><td></td></tr><tr><td>FDG</td><td>IBA ציוד</td> מולקולרי <td></td><td></td></tr><tr><td>Bruker BioSpec 47/40</td> מיטת עכבר <td>Bruker</td><td></td><td></td></tr><tr><td></td><td>Bruker</td><td></td><td>מיטה זו כוללת צינורות להרדמה, מתן ונבלות.</td></tr><tr><td></td><td></td><td></td><td></td></tr><tr><td>משדר כלוב ציפורים בקוטר 12 ס"מ</td><td>Bruker</td><td>T5346</td><td></td></tr><tr><td>מקלט סליל משטח בקוטר 2 ס"מ</td><td>Bruker</td><td>T7027</td><td></td></tr><tr><td>Red Dot אלקטרודות ניטור יילודים</td><td>3M</td><td>P/N: 2330</td><td></td></tr><tr><td>ציוד ניטור</td><td>SA Systems</td><td></td><td>ערכת הניטור כוללת כרית נשימה ובדיקה רקטלית למדידות טמפרטורה.</td></tr><tr><td>ציוד הרדמה</td><td>שירותי הרדמה</td><td></td><td></td>כללית</tr><tr><td>קופסת אינדוקציה</td><td>Vet Tech Solutions Ltd</td><td></td><td></td></tr><tr><td>סורק PET/MRI מגנט מפוצל קיימברידג'</td><td>אוניברסיטת קיימברידג'</td><td></td><td>סורק PET/MRI שנבנה בהתאמה אישית22 שימש לביצוע ה-PET, ביצועי ה-PET שלו דומים לסורק F120 micropet23</td></tr><tr><td>Segment</td><td>מדוויזו, אוניברסיטת</td><td></td> לונד <td>זמין בחינם</td></tr><tr><td>SPM-עכבר</td><td>אוניברסיטת קיימברידג'</td><td></td><td>זמין בחינם</td></tr></tbody></table>

mri ו-pet במודלים של עכברים של אוטם שריר הלב

MRI and PET in Mouse Models of Myocardial Infarction

אוטם שריר הלב הוא אחד מגורמי המוות המובילים בעולם המערבי. הדמיון של לב העכבר ללב האדם הפך אותו למודל אידיאלי לבדיקת אסטרטגיות טיפוליות חדשות.
הדמיית תהודה מגנטית (MRI) in vivo נותנת תצוגות מצוינות של הלב באופן לא פולשני עם פירוט אנטומי ברור, שניתן להשתמש בו להערכה תפקודית מדויקת. חומרי ניגוד יכולים לספק מדדים בסיסיים של כדאיות רקמות, אך אלה אינם ספציפיים. טומוגרפיה של פליטת פוזיטרונים (PET) היא טכניקה משלימה הספציפית ביותר להדמיה מולקולרית, אך חסרה את הפירוט האנטומי של MRI. בשימוש יחד, טכניקות אלה מציעות כלי רגיש, ספציפי וכמותי להערכת הלב במחלה ולהחלמה לאחר טיפול.
במאמר זה אנו מסבירים כיצד שיטות אלה מתבצעות במודלים של עכברים של אוטם שריר הלב החריף. ההליכים המתוארים כאן נועדו להעריך טיפולים תרופתיים מגינים משוערים. השתמשנו ב-MRI כדי למדוד את התפקוד הסיסטולי וגודל האוטם עם שיפור גדוליניום מאוחר, וב-PET עם פלואורו-דאוקסיגלוקוז (FDG) כדי להעריך את התפקוד המטבולי באזור האוטם. המאמר מתמקד בהיבטים מעשיים כגון תכנון פרוסות, שער מדויק, אספקת תרופות, פילוח תמונות ורישום משותף רב-מודאלי. השיטות המוצגות כאן משיגות יכולת חזרה ודיוק טובים תוך שמירה על תפוקה גבוהה.

אחד היתרונות שבשימוש ב-MRI הוא שניתן להשתמש במערך מחקר אורך כדי לקבוע את שלב המחלה. הדבר חשוב במיוחד בעת הערכת תרכובות חדשות, שכן מהלך ההשפעה לאורך זמן עשוי שלא להיות ידוע. שינויים בנפחי הלב עקב התקדמות המחלה באותה חיה מוצגים ב- איור 4האיור מראה בבירור את השפעות השחזור (remodeling) לאחר אוטם שריר הלב.
גאומטריה נכונה של הפרוסות היא קריטית להצלחת ניסוי MRI של הלב. תכנון פרוסות מייצג והגאומטריה שהתקבלה עבור סריקות MRI שונות מוצגים ב-איור 5. סגמנטציה של שתי פרוסות...

אנו מתארים כיצד לבצע הדמיית MRI ו-PET של לב העכבר. הפרוטוקול מותאם להערכת יעילות הטיפול במודלים של אוטם שריר הלב ואי ספיקת לב.

MRI ו-PET במודלים של עכברים של אוטם שריר הלב

Myocardial infarction is one of the leading causes of death in the Western world. The similarity of the mouse heart to the human heart has made it an ...

המטרה הכוללת של הליך זה היא להעריך את היעילות של אסטרטגיות טיפול חדשות לאוטם שריר הלב in vivo באמצעות PET ו-MRI. זה מושג על ידי ביצוע בדיקת MRI תחילה על החיה. לאחר מכן, מיטת ההדמיה עם החיה מועברת לסורק ה-PET.ואז העכבר נתון להדמיית PET. לבסוף, מבוצע ניתוח נתונים לא מקוון של סריקות MRI ו-PET. בסופו של דבר, ניתן להשיג תוצאות המראות את תגובת הלב לטיפול משוער ברמות מרובות באמצעות MRI והדמיית PET.היתרון העיקרי של טכניקה זו על פני שיטות exvivo הוא שהיא מאפשרת עיצוב אורכי ומוכנה לתרגום למטופלים. בנוסף, בשל הרגישות והספציפיות הגבוהות, שיטה זו יכולה לתרום משמעותית להפחתת העידון במחקר בבעלי חיים. לאחר הכנת החיה בהתערבות כירורגית להשראת אוטם והרדמה והכנתה למתן תרופות, על פי פרוטוקול הטקסט, הניחו את העכבר על מיטת ה-MRI והעבירו 1% עד 2% איזופלורן בליטר אחד לדקה של חמצן.כדי לשמור על הרדמה, שמור על קצב הנשימה של בעל החיים בין 20 ל-70 נשימות בדקה. מרכז את סליל ה-MRI מעל מיקום לב העכבר. לאחר מכן הנח חיישן כרית נשימה מעט מתחת לסרעפת כדי לנטר את הנשימה והכנס מדחום רקטלי עם החלקת כיסוי משומנת מראש לניטור טמפרטורת הליבה.ודא שהטמפרטורה נשמרת קבועה במהלך הסריקות. לניטור א.ק.ג, הנח אלקטרודה על כל אחת מהכפות הקדמיות ועל הכפה האחורית השמאלית, וודא שכף היד של הכפה פתוחה לחלוטין. סובב את כבלי ה-ECG יחד כדי להב

mri-and-pet-in-mouse-models-of-myocardial-infarction

Research

JoVE Journal

Medicine

רפואה

מקור: Chaney, A. M., et.al.  הדמיית PET של דלקת עצבית באמצעות [11C]DPA-713 במודל עכבר של שבץ איסכמי. J. Vis. exp. (2018).  סרטון זה מדגים טכניקה להדמיה in vivo של דלקת עצבית במודל עכבר של שבץ איסכמי באמצעות רדיו-טרייסר ספציפי ל-TSPO. לאחר ההזרקה, הרדיואקסר נקשר ל-TSPO, חלבון הממוקם על הממברנה המיטוכונדריאלית החיצונית ומתבטא יתר על המידה בתאי חיסון פעילים. סורק PET/CT מזהה את התפלגות הרדיואקסר ומייצר תמונה שנרשמה במשותף עם נתוני CT, ומאפשר לוקליזציה מדויקת של אזורים נוירו-דלקתיים במוח.

הדמיית TSPO-PET/CT לאיתור היווצרות אוטם במודל עכבר של שבץ איסכמי

מקור: Ouyang, Y., et al. הדמיית PET/MRI סימולטנית במהלך היפוקסיה מוחית של עכבר. J. Vis. Exp. (2015)סרטון זה מדגים טכניקה להערכת פגיעה בהיפוקסיה מוחית באמצעות טומוגרפיה סימולטנית של פליטת פוזיטרונים (PET) והדמיית תהודה מגנטית (MRI). עכבר מורדם עובר קשירת עורק הצוואר המשותף (CCA), מה שמפחית את זרימת הדם לחצי מוח אחד וגורם לו לפגיעה הנגרמת על ידי היפוקסיה. הדמיית PET ו-MRI מעריכה את חילוף החומרים של הגלוקוז ושינויים מבניים במהלך היפוקסיה. MRI מזהה דיפוזיה מוגבלת של מים, בעוד ש-PET חושף ספיגת...

הדמיית נזק מוחי שנגרם על ידי היפוקסיה-איסכמיה מוחית במודל עכבר

אנחנו מציגים את שיטה כירורגית כדי לגרום לאיסכמיה / reperfusion הניסיוני (I / R) פציעה כדי לדמות אוטם שריר הלב (MI) בעכברי מודל, המאפשר ליותר בהירות במיצוב של קשירה בעורק השמאלי הקדמי יורד (LAD) כדי להגדיל את שחזור ניסויים MI בעכברים.

דגם של שריר הלב איסכמיה reperfusion הפגיעה Murine באמצעות קשירת של העורק השמאלי קדמי יורד

מחקר זה מדגים את ההקמה המוצלחת של הדמיית מיקרוסקופיה תהודה מגנטית ככלי לא פולשני להערכת הפרעות לב בעכברים הסובלים מדלקת שריר הלב האוטואימונית.  הנתונים מצביעים על כך שניתן להשתמש בטכניקה כדי לעקוב אחר התקדמות המחלה בבעלי חיים חיים.

הערכה לא פולשנית של לב חריגות בניסויית אוטואימוניות דלקת שריר לב על ידי תהודה מגנטית מיקרוסקופית הדמיה בעכבר

השיטה המוצגת כאן משתמשת בטומוגרפיה פליטת פוזיטרונים בו זמנית והדמיה בתהודה מגנטית. במודל היפוקסיה-איסכמיה מוחית, שינויים דינמיים בחילוף חומרי דיפוזיה וגלוקוז להתרחש במהלך ולאחר פציעה. הנזק מתפתח וirreproducible במודל זה מחייב רכישה בו זמנית אם נתוני הדמיה רבי מודלי משמעותיים הם שיירכשו.

ההדמיה PET / MRI בו זמנית בעכבר מוחין היפוקסיה-איסכמיה

שיטה זו מתארת את השימוש בטומוגרפיה מיקרו-ממוחשבת קוונטית (MicroCT) כדי להעריך את המורפולוגיה הלבבית, התפקוד, הזלוף, חילוף החומרים והכדאיות עם חומר ניגוד יוד בעכברים עם איסכמיה של שריר הלב המושרה בניסוי. ניתן ליישם את הטכניקה להדמיה אורכית לא הרסנית בתפוקה גבוהה in vivo של מודלים שונים של בעלי חיים של מחלות לב אנושיות.

In vivo כמותי הערכת מבנה שריר הלב, תפקוד, זלוף ואת הכדאיות שימוש טומוגרפיה לב מיקרו שחושב

טומוגרפיית פליטת פוזיטרונים (PET) הדמיה של kDa חלבון 18 translocator (TSPO) מספק אמצעים לא פולשנית להמחיש את התפקיד דינמי של neuroinflammation בהתפתחות והתקדמות של מחלות המוח. פרוטוקול זה מתאר autoradiography TSPO-PET ו- ex-vivo כדי לזהות neuroinflammation במודל של עכברים של שבץ איסכמי.

ללטף הדמיה של Neuroinflammation באמצעות [11ג] DPA-713 במודל של עכברים של שבץ איסכמי

כאן אנו מתארים הליך כירורגי המראה כיצד להשיג הארכה קבועה של עורק שמאלי הקדמי כלילית בעכברים. מודל זה הוא בעל רלוונטיות גבוהה לחקור את הפתופסולוגיה של אוטם שריר הלב ואת התהליכים הביולוגיים המקביל.

מודל אוטם שריר הלב באמצעות הארכה קבועה של עורק שמאלי קדמי כלילי יורד

כאן אנו מתארים שיטה פשוטה וניתנת לשחזור שיכולה לגרום לאוטם שריר הלב או לפגיעה באיסכמיה של שריר הלב בעכברים על ידי קשירה מדויקת של העורק הכלילי היורד הקדמי השמאלי באמצעות מיקרומניפולציה.

השראת אוטם שריר הלב ופגיעה באיסכמיה של שריר הלב בעכברים

המודל של עכברוש אקוטי אוטם שריר הלב (AMI) כדאי ללמוד תוצאה של MI על תפקוד pathophysiological ופיזיולוגיות לב.

באוטם שריר הלב אצל חולדות

חקור הערכת יעילות טיפולים באוטם שריר הלב בעכברים באמצעות הדמיית MRI ו-PET. שיטה זו מאפשרת מעקב לאורך זמן בתפקוד הלבי ומספקת תובנות משלימות לפיתוח טיפולים חדשים.

MRI ו-PET במודלים של עכברים של אוטם שריר הלב

גלה סרטונים נוספים