Articolo metodologico

Simultanea Imaging PET / MRI Durante mouse cerebrale ipossia-ischemia

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DOI:

10.3791/52728

20 settembre 2015

In questo articolo

Sommario

Il metodo qui presentata utilizza simultaneamente la tomografia ad emissione di positroni e la risonanza magnetica. Nel modello di ipossia-ischemia cerebrale, cambiamenti dinamici nel metabolismo del glucosio e diffusione si verificano durante e dopo l'infortunio. Il danno in continua evoluzione e irriproducibile in questo modello richiede la simultanea acquisizione se dati di imaging multimodali significativi devono essere acquisite.

Abstract

Cambiamenti dinamici nella diffusione dell'acqua dei tessuti e il metabolismo del glucosio si verificano durante e dopo ipossia cerebrale, in ipossia-ischemia che riflette un disturbo bioenergetica nelle cellule colpite. Diffusione ponderata risonanza magnetica (MRI) identifica le regioni che sono danneggiati, potenzialmente irreversibile, da ipossia-ischemia. Alterazioni della utilizzazione del glucosio nel tessuto interessato possono essere rilevabili mediante tomografia a emissione di positroni (PET) di 2-deossi-2- (18 F) fluoro-ᴅ-glucosio ([18F] FDG) captazione. A causa della natura rapida e variabili di lesioni in questo modello animale, acquisizione di entrambe le modalità di dati deve essere eseguita contemporaneamente al fine di correlare significato dati PET e MRI. Inoltre, la variabilità inter-animale in danno ipossico-ischemica a causa delle differenze vascolari limita la capacità di analizzare i dati multimodali e osservare i cambiamenti di un approccio di gruppo-saggio se i dati non è acquisito simultaneamente in singoli soggetti. Il metodo prisentirono qui permette di acquisire sia la risonanza magnetica pesata in diffusione e [18 F] FDG dati assorbimento nello stesso animale prima, durante e dopo la sfida ipossico al fine di interrogare i cambiamenti fisiologici immediati.

Introduzione

In tutto il mondo, l'ictus è la causa principale di morte secondo e una delle principali cause di disabilità 1. La cascata di eventi biochimici e fisiologici che si verificano durante e acutamente a seguito di un evento di ictus avviene rapidamente e con implicazioni per la vitalità del tessuto e, infine, il risultato 2. Cerebral ipossia-ischemia (HI), che porta a ipossico-ischemica encefalopatia (HIE), è valutato per interessare fino allo 0,3% e il 4% del fondo termine e pretermine nati rispettivamente 3,4. Il tasso di mortalità nei neonati con HIE è circa il 15% al ​​20%. Nel 25% dei sopravvissuti HIE, complicazioni permanenti n....

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Protocollo

Tutti manipolazione e procedure animali descritti nel presente documento, e secondo il Test sugli animali: Segnalazione esperimenti in vivo (arrivano) le linee guida, sono stati eseguiti secondo protocolli approvati dalla Associazione per la valutazione di accreditamento di laboratorio Animal Care (AAALAC) internazionale accreditata Istituzionale Animal Care e Comitato Usa presso l'Università della California, Davis. Chirurgia corretta non dovrebbe comportare segni di dolore o fastidio negli animali, ma misure adeguate devono essere prese se si osservano questi segni, tra cui la somministrazione di analgesici o, in alcuni casi, l'eutanasia. Il lato destro deg....

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Risultati

La Figura 1 mostra il risultato di una corretta legatura dell'arteria carotide comune, prima di chiudere la ferita con sutura di seta 6-0.

In questo metodo, i dati ottenuti dalle immagini è altamente dipendente dalla disposizione temporale dell'esperimento, che a sua volta determina ed è anche dettata dalle limitazioni sperimentali compresi sistemi di acquisizione di immagini e la configurazione dell'apparecchiatura. Queste e altre considerazioni sono ulteriormen.......

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Discussione

Simultanea RM anatomica, e dinamica [18 F] dati FDG PET DWI-risonanza magnetica e sono stati acquisiti con successo da animali da esperimento durante sfida ipossica seguente arteria carotide comune legatura. Questo rappresenta un potente paradigma sperimentale per l'imaging multimodale della fisiopatologia rapida evoluzione associata insulti ischemici cerebrali e potrebbe facilmente essere esteso per studiare altri radiotraccianti PET (per esempio marcatori di neuroinfiammazione) e sequenze MRI, nonché l&.......

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Dichiarazioni

JM e SW sono dipendenti di Genentech.

Ringraziamenti

Gli autori desiderano ringraziare il Centro per Molecolare e Genomica Imaging presso UC Davis e il Dipartimento di Imaging Biomedica presso Genentech. Questo lavoro è stato sostenuto da un National Institutes of Health Research Partnership Bioingegneria codice di autorizzazione R01 EB00993.

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Materiali

Elenco dei materiali utilizzati in questo articolo
NomeAziendaNumero di catalogoCommenti
Forbici chirurgiche
RobozRS-5852
PinzeRobozRS-5237
Pinze per zanzare HartmanMiltex7-26
2x Pinze per sutura McPherson, 8,5 cmAccurato Chirurgico & Strumenti scientifici4473È utile ridurre la larghezza di apertura con una fascia sulla pinza utilizzata per trattenere l'arteria carotide
6-0 sutura di seta intrecciata rivestita di silicone con ago 3/8 C-1Covidien SofsilkS-1172
Sistema di coperte omeotermicheHarvard Apparatus507220F
Super colla(Generico)
Ipossia
Flussimetro per O2Alicat ScientificMC-500SCCM-D
Flometro per N2Alicat ScientificMC-5SLPM-D
Misuratore di O2MSAAltair Pro
Imaging
7.05 Tesla MRI SystemBrukerBioSpecDiametro foro interno 20 cm con set di gradiente. Software Paravision 5.1.
Volume Tx/Rx 1H Bobina, 35 mm IDSistema BrukerT8100
PET(In-house)4x24 rivelatori LSO-PSAPD,
10x10 LSO array per rivelatore,
1,2 mm passo cristallino e 14 mm di profondità. 14 x 14 mm PSAPD. Campo visivo: 60x35 mm. Finestra di energia 350-650 keV. Finestra di temporizzazione di 16 nsec.
Incannulamento dei vasi Pinze DumontRobozRS-4991
Tubo in polietilene PE-10BD Intramedic427401
Pompa per infusioneBraintree ScientificBS-300
Attrezzature per il monitoraggio e il gating degli animaliSmall Animal Instruments Inc.Modello 1025Solo monitoraggio della respirazione utilizzato
Cuccia per animali con regolazione della temperatura(In-house)

Riferimenti

  1. Donnan, G. A., et al. The Lancet. 371, 1614-1623 (2008).
  2. Turner, R. C., et al. The science of cerebral ischemia and the quest for neuroprotection navigating past failure to future success A review. Journal of Neurosurgery. 118, 1072-1085 (2013).
  3. Vannucci, R. C., Perlman, J. M.

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Imaging a diffusionecaptazione di FDGimaging simultaneomodello di ictus nel toposfida ipossicacoefficiente di diffusione apparenteinfusione di radiotraccianteMRI anatomica

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