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

המטרה הכללית של הליך זה היא להדגים את השימוש במיקרו-CT (מיקרו-טומוגרפיה ממוחשבת) במהירות גבוהה להדמיה עם סנכרון לב-נשימתי פנימי (intrinsic cardio respiratory gating), במטרה להעריך תפקודי שריר הלב גלובליים ואזוריים במודל של איסכמיה לבבית בעכברים. שיטה זו יכולה לסייע במתן תשובות לשאלות מפתח בפתופיזיולוגיה של הלב, כגון מהן ההשפעות של פתולוגיה או של טיפולים שגויים על תפקוד שריר הלב הגלובלי והאזורי? היתרון המרכזי של טכניקה זו הוא שהיא מספקת הערכה מהירה, ארוכה (longitudinal) ולא פולשנית של הפרמטרים הלבביים החשובים ביותר, שניתן לבצעה בקלות על ידי מי שאינם מומחים בתחום.

להשלכות של טכניקה זו יש השפעה על הטיפול במחלות קרדיווסקולריות, שכן היא יכולה לשמש ככלי פרה-קליני להשגת תובנות מתקדמות לגבי התפתחות מחלות לב. את הפרוצדורה יעמידו בניקול ואן פליט (Nicole van Vliet), טכנאית, יחד עם אלזה ואן דיל (Elza van Deel), פוסט-דוקטורנטית, ויאנטו רידואן (Yanto Ridwan), טכנאי נוסף מהמעבדה שלנו.

התחילו בביצוע חתך קטן בעורה של עכבר בן 12 שבועות בין הצלע השנייה לשלישית. לאחר מכן, בעזרת ווים קטנים, הריחו הצידה את שרירי החזה כדי לחשוף את השרירים הבין-צלעיים. לאחר מכן, השתמשו במספרי קפיץ בעלי להב קמור של 2 מילימטר כדי לחתוך בזהירות דרך השריר הבין-צלעי השלישי מבלי לפגוע בריאות.

לאחר מכן, באמצעות פינצטה, קרעו את פריקרדיום (קרום הלב) והשתמשו בחתיכת גזה רטובה כדי להזיז את הריאות הצידה. reposition את התפסנים אל תוך בית החזה, כך שחלק גדול מהדופן החופשית של החדר השמאלי וחלק מהעליה השמאלית יהיו גלויים. לאחר מכן, השתמשו בעליה כדי לאתר את העורק הכלילי השמאלי, והחדירו תפר כירורגי מסיבי (silk) במידה 7/0 תחת העורק הכלילי השמאלי, וקשרו את התפר שני מילימטרים מתחת לקצה העליה השמאלית כדי להנפיק גודל אינפארקט סטנדרטי.

לאחר אישור ויזואלי של הצלחת השראת האוטם על ידי הבהירה של הדופן החופשית של החדר השמאלי, נשפו שוב בעדינות את הריאה וסגרו את בית החזה היטב באמצעות תפר כירורגי ממשי במידה 6-0. נקו את הפצע בתמיסת סאליין והשתמשו בתפרי משי נוספים לסגירת העור, ולאחר מכן רססו ספריי לפצעים כדי לעודד ריפוי ולמנוע זיהום. לאחר מכן, הניחו את העכבר בכלוב על משטח חימום עד להחלמתו המלאה.

שלוש עד ארבע שעות לאחר הניתוח, הפעל את סורק ה-microCT, פתח את תוכנת הבקרה של ה-microCT וחמם את נורת הרנטגן. לאחר מכן, חטא את פקק הגומי של מיכל חומר הניגוד יודד באמצעות 70% אלכוהול, והשתמש במזרק בעל נפח מת בנמוך כדי לשאוב חמישה עד 10 מיקרוליטר של חומר הניגוד לכל גרם ממשקל גופו של בעל החיים. לאחר הוצאת בועות האוויר, נקה את זנבה של העכבר המורדם ב-70% אלכוהול ובצע הרחבה תרמית של ורידי הזנב.

הזריקו את חומר הניגוד לווריד הזנב הלטרלי. כאשר כפתור מצב השידור החי (live mode) מופיע בתוכנת הבקרה, שפופרת הרנטגן מוכנה. הכניסו את כיסוי הפתח הצר ואת מיטת בעלי החיים הקטנים.

לחצו על כפתור ה-new database בחלון מסד הנתונים והזינו שם עבור מסד הנתונים החדש. כאשר תיבה תופיע, לחצו על כפתור ה-browse ונווטו לכונן שבו יישמר מסד הנתונים. לאחר מכן לחצו על okay והבחינו במסד הנתונים החדש בחלון מסד הנתונים.

כדי לקבוע את תנאי הסריקה, בחרו את הפרמטרים המתאימים. כעת הניחו את העכבר המורדם והמוזרק על מיטת בעלי החיים בסורק, והזיזו את דלת המכשיר ימינה כדי להפעיל את מנגנון הבטיחות. לחצו על כפתור מצב בזמן אמת (live mode) כדי לצפות בנבדק בזמן אמת ולעקוב אחר חלון הלכידה ב-X ואחר בעל החיים.

לחיצה על כפתורי ההvra והחזרה של בקרת ציר Z של הבמה תזיז את מיטת בעל החיים עד שבית החזה של העכבר יהיה בתוך שדה הראייה. לאחר מכן, השתמש בחצי חצים של בקרת מיטת בעל החיים שמאלה וימינה כדי למקם את בעל החיים בתוך תיבת התחום הכחולה. בחר 90 מרשימת הגלילה של בקרת הסיבוב בחלון תוכנת הבקרה ולחץ על כפתור ההגדרה (set) כדי לסובב את הגאנטרי, תוך וידוא שבעל החיים נשאר בתוך תיבת התחום הכחולה של חלון הלכידה X.

בחלון הלכידה X, לחץ לחיצה שמאלית בעזרת העכבר כדי לשנות את גודל אזור העניין (ROI) הקרדיו-נשימתי. גרור את הקצוות כך שסימני הרישום הקרדיו-נשימתיים ייראו בבירור בתצוגת הסנכרון. לחץ על מיקום הבית ושנה את גודל אזור העניין עבור המערכת הקרדיו-נשימתית.

וודאו כי אזור העניין (region of interest) מכסה את הסרעפת ואת החלק האפיקלי של הלב בכל מיקומי הגנטרי. לאחר מכן, סובבו את הגנטרי ב-90 מעלות כדי לוודא שסימני הניטור הקרדיו-רספירטוריים עדיין נראים בבירור. כאשר בעל החיים נמצא במיקום הנכון, לחצו על כפתור ה-CT scan כדי להתחיל את הרכישה.

הודעת האישור לסריקת CT תופיע. לחץ על כן. מחוון האנרגיה האדום של קרני ה-x יפעיל את המכשיר והסריקה תתחיל.

בסיום הסריקה, בחנו את התצוגות הטרנס-אקסיאליות, הקורונליות והסגיטליות של השחזורים בתוכנת צפייה דו-ממדית (2D). לבסוף, הוציאו את החיה מהסורק ועקבו אחריה עד להתאוששות מלאה. כאן מוצגים חתכים רוחביים מייצגים של בריכת דם בציר קצר, בשלב הדיאסטולי והסיסטולי, של לב עכבר עם אוטם בשריר הלב (myocardial infarction).

בתמונות אלו, חתכים רוחביים של לב עכבר ללא אוטם שריר הלב במישור הציר הקצר, בשלב הדיאסטולה הסופית והסיסטולה הסופית, מראים תיחום מצוין של חלל החדר השמאלי עם רעש רקע מועט. שימו לב כי האזורים שבהם נצפתה דלילות בניגודיות (contrast rarefaction), התואמים לאוטם שריר הלב, היו מוגדרים היטב בתמונות הציר הקצר של לב העכבר שעבר קשירה של העורק הכלילי השמאלי היורד (left anterior descending coronary artery ligation). דבר זה לא נראה בבעל החיים שעבר ניתוח מדמה (sham-operated).

על פי מודל 17 הסגמנטים של איגוד הלב האמריקאי (American Heart Association), ניתן לחלק את החדר השמאלי לחלקים בסיסליים, מרכזיים ואפיקליים בחתך ציר-קצר. בתצוגות מייצגות אלו של תרשימי קוטב היקפיים, נראה בבירור שפעה שונה בסגמנטים המרכזי-קדמי, המרכזי-אינפרו-לטרלי, המרכזי-אנטרו-לטרלי, האפיקלי-קדמי והאפיקלי-לטרלי בעכבר עם אוטם שריר הלב בהשוואה לבעל חיים שעבר ניתוח דמה (sham). לאחר רכישת המיומנות, ניתן להשלים את השראת אוטם שריר הלב תוך 45 דקות, בעוד שהדמיית microCT העוקבת דורשת ארבע שעות.

בעת ביצוע פרוצדורה זו, חשוב לזכור כי התפקוד התפקודי של הלב תלוי בסוג ובמידת ההרדמה. לכן, לצורך מדידות מדויקות, יש לשמור על קצב לב פיזיולוגי ככל האפשר במהלך רכישת הדמויות. לאחר פיתוחה, סללה טכניקה זו את הדרך עבור חוקרים בתחום הפארמקולוגיה לבחון אסטרטגיות התערבות בעכברים ולנתח את ההשפעה של אסטרטגיות טיפוליות על התקדמות המחלה.

לאחר צפייה בסרטון זה, תגיעו להבנה טובה של ניתוח בשל אוטם שריר הלב ותדעו כיצד להשתמש במערכת ה-microCT המהירה בשילוב עם חומר ניגוד מבוסס יוד לבריכה הדם. זכרו כי עבודה עם Isoflurane עלולה להיות מסוכנת ויש לנקוט תמיד באמצעי זהירות, כגון אוורור תקין, בעת ביצוע הליך זה.