Articolo metodologico

Valutazione della funzione cardiaca e Morfologia miocardica Utilizzando Small Animal Look-Locker Inversion Recovery (SALLI) MRI nei ratti

DOI:

10.3791/50397

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19 luglio 2013

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1Congenital Heart Disease and Pediatric Cardiology, German Heart Institute Berlin, 2Internal Medicine - Cardiology, German Heart Institute Berlin, 3Philips Health Care

In questo articolo

Sommario

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Contrasto per risonanza magnetica cardiaca (CMR) consente completo In vivo Valutazione del cuore in piccoli modelli animali di malattia cardiovascolare. Qui dettaglio le procedure per eseguire l'imaging CMR, la ricostruzione e l'analisi utilizzando Piccoli Animali Lock-Locker Inversion Recovery (SALLI) nei ratti.

Abstract

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Piccola risonanza magnetica animale è uno strumento importante per lo studio della funzione cardiaca e cambiamenti nel tessuto miocardico. Le alte frequenze cardiache dei piccoli animali (da 200 a 600 battiti / min) hanno già limitato il ruolo della CMR imaging. Piccolo animale Look-Locker inversion recovery (SALLI) è una sequenza di mappatura T1 per piccoli animali per superare questo problema 1. Mappe T1 forniscono informazioni quantitative circa le alterazioni dei tessuti e contrasto cinetica agente. È anche possibile rilevare processi miocardiche diffuse come fibrosi interstiziale o edema 1-6. Inoltre, da un singolo insieme di dati di immagine, è possibile esaminare la funzione cardiaca e infarto cicatrici generando cine e inversione di recupero preparati immagini tardo gadolinio enhancement di tipo MR 1.

Il video presentato mostra passo-passo le procedure per eseguire piccoli animali CMR imaging. Qui si è presentato con una Sprague-Dawl sanoey ratto, tuttavia esso può naturalmente essere estesa a diversi cardiaci piccoli modelli animali.

Introduzione

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La miocardite è una delle principali cause di insufficienza cardiaca acuta, morte improvvisa, e cardiomiopatia dilatativa cronica 7. CMR è stato stabilito come la tecnica gold standard per la misurazione della funzione e per l'analisi dei tessuti in vivo. Nuove tecniche di imaging e miglioramenti nella diagnostica per immagini non potevano solo migliorare la diagnosi di miocardite, ma anche favorire lo studio della fisiopatologia e identificazione velocità di target terapeutici 8-10. Piccolo di imaging animale è un importante strumento per lo studio delle malattie cardiovascolari. Le tecniche comunemente impiegati nella clinica CMR, quali ritardo gadolinio (LGE) non possono essere facilmente trasferiti al piccolo animale CMR a causa di alti tassi di cuore gli animali ', ma potrebbero essere già indicata 11. Il piccolo animale Look-Locker inversion recovery (SALLI) approccio genera dati di immagini multimodali imposta che consenta la valutazione complessiva sia della funzione cardiaca e la morfologia (figure 1 aND 3). Qui vi mostriamo, in dettaglio, la procedura di installazione e per l'imaging piccolo animale con un protocollo tipico SALLI. In particolare vi mostriamo la ricostruzione e l'analisi dei set di dati di imaging T1.

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Protocollo

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1. Preparazione

1.1. Anestesia dei ratti

  1. Collocare il ratto in una camera preintasato con isoflurano (a seconda delle dimensioni della camera di circa 3 minuti del 5%) per anestetizzare il ratto.
  2. Una volta anestetizzato, rimuovere il ratto e si pesa.
  3. Collocare il naso del topo nella maschera anestesia (2-3% isoflurano in ossigeno 1 L / min) per mantenere l'anestesia. Durante l'anestesia con isoflurano, le frequenze cardiache di ratti diminuiscono a 300-340 bpm (380-420 bpm nei topi).

1.2. Inserire una cannula venosa coda

  1. Lavare la coda del topo con acqua calda (38 ° C) e sapone per permettere ai vasi sanguigni di essere più facilmente visibili.
  2. Incannulare o vena, che può essere facilmente visto sulla faccia laterale della coda. Utilizzando un 22-24 G IV catetere, iniziare i tentativi di circa 1/3 del modo dalla punta.
  3. Se gli sforzi iniziali non hanno successo, riprovare più prossimale.
  4. Prendere sangue sample per l'analisi di ematocrito (necessario calcolare frazione di volume extracellulare = ECV).
  5. Fissare il catetere iv con colla di pelle e nastro adesivo.

1.3. Posizionamento degli elettrodi

  1. Pulire tutti i briganti con tampone imbevuto di alcool saturo o con acqua e sapone.
  2. Sono necessari quattro elettrodi, uno per piede.
  3. Collegare gli elettrodi al centro della zampa e fissarli con del nastro adesivo.
  4. Twist o intrecciare i cavi ECG intorno a vicenda per ridurre al minimo la formazione di loop che potrebbero causare interferenze con il segnale ECG.

2. Scansione

2.1. Posizionamento dell'animale e monitoraggio

  1. Collocare il ratto in una posizione supina o prona sul tubo imaging e posizionare il cuore al centro della bobina.
  2. Disporre il topo in modo che il naso riposa nel cono che trasporta l'anestesia isoflurano (2-3% in ossigeno 1 L / min). Il ratto è permesso di respiroliberamente in tutta l'intera procedura di imaging.
  3. Posizionare il sensore del termometro a orifizio anale e fissarlo sul tavolo con del nastro adesivo.
  4. Temperatura corporea è mantenuta a 38 ± 1 ° C da un sistema di riscaldamento dell'acqua calda. Il tappetino riscaldamento è posto sotto l'aspetto inferiore dell'animale che si estende fuori dalla bobina. Si prega di vedere la rappresentazione schematica del setup sperimentale MRI (Figura 2) per maggiori dettagli.
  5. Collegare gli elettrodi ECG, una volta che il segnale ECG è stabile iniziare imaging.

2.2. Parametri del protocollo di scansione / Imaging

  1. In questo studio è stato utilizzato un sistema di Ingenia 3.0T MRI clinica Philips con una bobina con il 70 mm di diametro interno [requisiti di sistema MR sono un piccolo foro (ad esempio 16 cm) o di grandi dimensioni (diametro umano, ad esempio 65 cm) con piccolo animale dedicato bobina, capacità di gating ECG per frequenze cardiache fino a 500/min, l'apporto di ossigeno e di un sistema di rimozione di gas anestetici].
  2. Iniziare con un sondaggio per individuare il cuore al centro del campo di vista MRI.
  3. Una volta che la posizione è corretta, continua con due camere e quattro camere cine viste MRI per determinare la geometria della pila di immagini asse corto.
  4. Per SALLI, posizione della cavità media breve fetta asse su due e quattro-immagini-camera (PreSALLI). Una combinazione di 4,000 msec durata acquisizione e 4,000 msec durata rilassamento consente sufficiente recupero della magnetizzazione lungo l'asse z e impedisce il surriscaldamento dei gradienti. Per consentire l'analisi funzionale, le fasi devono essere impostati ad almeno 12, con sottocampionamento temporale del fattore 2 per accelerare l'acquisizione.
  5. Iniettare il mezzo di contrasto a base di gadolinio nel catetere a permanenza, senza muovere il topo. Attendere cinque minuti.
  6. Iniziare a pianificare SALLI come multislice pila asse corto, composto da almeno 7 fette (slice spessore 2,4 millimetri). Posizionare le fette in modo che la più distale è sotto l'apice del cuore e tegli livello superiore è immediatamente distale alle valvole cardiache. Cercare di garantire che gli assi corti sono perpendicolari al setto. Quasi ogni 30 minuti (circa tre Sallis) iniettare un'altra dose di mezzo di contrasto.
  7. Quando l'acquisizione delle immagini è terminata rimuovere il ratto dallo scanner e farlo recuperare da anestesia.

3. Ricostruzione di immagini

Ricostruzione delle immagini può essere effettuata sia in linea con i parametri di ricostruzione predefiniti, o non in linea utilizzando uno strumento dedicato ricostruzione di immagini:

3.1. Online Ricostruzione

  1. Diversi parametri possono essere definiti tra cui:
  • Per la mappatura T1: ubicazione e la larghezza della finestra ricostruzione all'interno del ciclo cardiaco (ad esempio da 50 a 100 msec per raggiungere sistolica mappa T1 nella frequenza cardiaca 300/min)
  • Per IR-preparati (LGE) immagini: posizione e la larghezza del tempo di inversione (TI) finestra e il numero di immagini da wi ricostruitosottile quella finestra (ad esempio TI 100-300 msec, 5 immagini, per generare 5 immagini LGE con TI 100-150-200-250-300 msec).

3.2. Offline Ricostruzione

  1. Quando si utilizza un pacchetto software dedicato (GyroTools, Zürich, Svizzera) per la ricostruzione di immagini, estrarre i tre insiemi di dati (Cine MR, inversione di recupero e mappe T1) in un modo più interattivo.
  2. Regolare la definizione di fine sistole o telediastole per il T1 selezionando l'immagine cine corrispondente.
  3. Visualizzare mappe T1 come mappe a colori. Trova i valori esatti passando il mouse sopra una zona di interesse. Le immagini possono essere memorizzate in vari formati di immagine per ulteriori analisi (ad esempio il calcolo di ECV da pre-e post-valori di contrasto T1 del miocardio e la piscina di sangue) 12.

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Risultati

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Qui mostriamo i risultati di un sano Sprague Dawley ratto. Con una configurazione animale ben preparato abbiamo descritto prima, è possibile ottenere un segnale ECG stabile. Simile a protocolli MRI cardiache umane, si parte con un sondaggio per individuare il cuore. Se la posizione del ratto nella bobina è corretta, si continua con una vista due camere e una vista quattro camere per rilevare la geometria per la pila SALLI.

La tecnica SALLI produce tre tipi di immagini acquisite contemporanea...

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Discussione

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Qui vi presentiamo un metodo per generare multimodalità (cine MR, inversione-recupero e T1 mappe) immagini RM nei piccoli animali. Piccola ricerca su animali ha un ruolo sempre più importante nella ricerca sulle malattie cardiovascolari, e CMR è un potente strumento che ci permette di studiare la composizione funzione, struttura e dei tessuti del miocardio. Tuttavia, piccolo animale CMR ha una serie di sfide uniche a causa delle elevate frequenze cardiache e le piccole dimensioni del cuore. Miglioramento dei metodi di i...

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Dichiarazioni

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Tutte le procedure di animali sono stati condotti in conformità con le Linee Guida per la cura e l'uso di animali da laboratorio, e approvati dalle autorità locali per la cura degli animali. Nessun conflitto di interessi dichiarati.

Materiali

Elenco dei materiali utilizzati in questo articolo
NomeAziendaNumero di catalogoCommenti
Nastro adesivo (Silkafix)Lohmann und Rauscher34327
Gadopentetat-Dimeglumin (Magnevist)BayerG-000121632mmol/kg
Introcan Safety-W (G24)B. Braun4254503-01
Red Dot, elettrodo di monitoraggio neonatale con filo conduttore precollegato3M2269T
Colla per pelle (Histoacryl)B. Braun
Bilance (Typ 440)Kern95088
Disinfezione della pelle (Softasept N)B. Braun Petzold360250
Termometro LumaSense TechnologiesLuxtron 812
1050052

Riferimenti

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  1. Messroghli, D. R., Nordmeyer, S., Buehrer, M., et al. Small animal Look-Locker inversion recovery (SALLI) for simultaneous generation of cardiac T1 maps and cine and inversion recovery-prepared images at high heart rates: initial experience. Radiology. 261 (1), 258-2565 (2011).
  2. Messroghli, D. R., Nordmeyer, S., Dietrich, T., et al. Assessment of diffuse myocardial fibrosis in rats using small-animal Look-Locker inversion recovery T1 mapping. Circ. Cardiovasc. Imaging. 4 (6), 636-640 (2011).
  3. Flett, A. S., Hayward, M. P., Ashworth, M. T., et al. Equilibrium contrast cardiovascular magnetic resonance for the measurement of diffuse myocardial fibrosis: preliminary validation in humans. Circulation. 122 (2), 138-144 (2010).
  4. Arheden, H., Saed, M., Higgins, C. N., et al. Measurement of the distribution volume of gadopentetate dimeglumine at echo-planar MR imaging to quantify myocardial infarction: comparison with 99mTc-DTPA autoradiography in rats. Radiology. 211 (3), 698-708 (1999).
  5. Messroghli, D. R., Walters, K., Plein, S., et al. Myocardial T1 mapping: application to patients with acute and chronic myocardial infarction. Magn. Reson. Med. 58 (1), 34-40 (2007).
  6. O H-Ici, D., Ridgway, J., Kuehne, T., et al. Cardiovascular magnetic resonance of myocardial edema using a short inversion time inversion recovery (STIR) black-blood technique: Diagnostic accuracy of visual and semi-quantitative. 14 (1), (2012).
  7. Sagar, S., Liu, P. P., Cooper, L. T. Jr Myocarditis. Lancet. 379, 738-747 (2012).
  8. Skouri, H. N., Dec, G. W., Friedrich, M. G., Cooper, L. T. Noninvasive imaging in myocarditis. J. Am. Coll. Cardiol. , 2085-2093 (2006).
  9. Zagrosek, A., Abdel-Aty, H., Boyé, P., et al. Cardiac magnetic resonance monitors reversible and irreversible myocardial injury in myocarditis. JACC Cardiovasc. Imaging. 2 (2), 131-138 (2009).
  10. Friedrich, M. G., Sechtem, U., Schulz-Menger, J., et al. Cardiovascular magnetic resonance in myocarditis: a JACC White Paper. J. Am. Coll. Cardiol. 54, 1475-1487 (2009).
  11. Korkusuz, H., Esters, P., Naguib, N., et al. Acute myocarditis in a rat model: late gadolinium enhancement with histopathological correlation. Eur. Radiol. 19 (11), 2672-2678 (2009).
  12. Ugander, M., Oki, A. J., Hsu, L. Y. Extracellular volume imaging by magnetic resonance imaging provides insights into overt and sub-clinical myocardial pathology. Eur. Heart J. 33 (10), 1268-1278 (2012).
  13. Gilson, W. D., Kraitchman, D. L. Cardiac magnetic resonance imaging in small rodents using clinical 1.5. T and. 3 (1), 35-45 (2007).
  14. Messroghli, D. R., Radjenovic, A., Kozerke, S., Higgins, D. M., Sivananthan, M. U., Ridgway, J. P. Modified Look-Locker inversion recovery (MOLLI) for high-resolution T1 mapping of the heart. Magnetic resonance in medicine. 52 (1), 141-146 (2004).

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MRI per piccoli animaliValutazione della funzione cardiacaSequenza di mappatura T1Imaging Cine MRILate Gadolinium EnhancementMezzo di contrasto al gadolinioAcquisizione sincronizzata con ECGModello di ratto Sprague Dawley

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