In Vivo quantitativa valutazione della struttura del miocardio, la funzione, la perfusione e sostenibilità Utilizzando cardiaca micro-tomografia computerizzata

L'obiettivo generale di questa procedura è dimostrare l'uso della micro-tomografia computerizzata ad alta velocità nell'imaging del gating cardiorespiratorio intrinseco per valutare le funzioni miocardiche globali e regionali in un modello murino di ischemia cardiaca. Questo metodo può aiutare a rispondere a domande chiave nella fisiopatologia cardiaca, come ad esempio quali sono gli effetti sulla patologia o dei trattamenti malfa sulla funzione miocardica globale e regionale? Il vantaggio principale di questa tecnica è che fornisce una valutazione rapida, longitudinale e non invasiva dei parametri cardiaci più importanti, facilmente eseguibile anche da non esperti.

Le implicazioni di questa tecnica si estendono verso la terapia delle malattie cardiovascolari. As può essere utilizzato come strumento preclinico per ottenere informazioni avanzate sullo sviluppo delle malattie cardiache. A dimostrare la procedura saranno Nicole van Vliet, un tecnico, Elza van Deel, post-doc, e Yanto Ridwan, un altro tecnico del nostro laboratorio.

Inizia praticando una piccola incisione nella pelle di un topo di 12 settimane tra la seconda e la terza costola. Quindi, usando piccoli ganci, tirare da parte i muscoli del torace per esporre i muscoli intercostali. Quindi usa le forbici a molla a lama curva da due millimetri per tagliare con cura il terzo muscolo intercostale senza danneggiare i polmoni.

Quindi, usando una pinza, rompi il pericardio e usa un pezzo di garza bagnata per spingere da parte i polmoni. Riposizionare gli uncini all'interno del torace in modo che siano visibili gran parte della parete libera del ventricolo sinistro e parte dell'atrio sinistro. Quindi, utilizzando l'atrio per localizzare l'arteria coronaria sinistra, inserire una sutura chirurgica di seta a sette zeri sotto l'arteria coronaria sinistra e annodare la sutura due millimetri sotto il bordo dell'atrio sinistro per standardizzare le dimensioni dell'infarto.

Dopo aver confermato visivamente il successo dell'induzione dell'infarto con la pallinatura della parete libera del ventricolo sinistro, rigonfiare accuratamente il polmone e chiudere ermeticamente il torace con una sutura chirurgica di seta a sei zero. Pulire la ferita con soluzione salina e utilizzare altri punti di sutura di seta per chiudere la pelle, seguiti dall'applicazione di spray per ferite per stimolare la guarigione e prevenire l'infezione. Quindi posizionare il mouse in una gabbia su un termoforo fino a quando non si è completamente ripreso.

Tre o quattro ore dopo l'intervento, accendere lo scanner microCT, aprire il software di controllo microCT e riscaldare il tubo radiogeno. Quindi trattare il tappo della fiala di gomma di un contenitore di mezzo di contrasto iodato con alcol al 70% e utilizzare una siringa a basso spazio morto per prelevare da cinque a 10 microlitri di agente per grammo di peso corporeo dell'animale. Dopo aver eliminato le bolle d'aria, tamponare la coda del topo anestetizzato con alcol al 70% e dilatare a caldo le vene della coda.

Iniettare il mezzo di contrasto in una vena laterale della coda. Quando il pulsante della modalità live appare nel software di controllo, il tubo radiogeno è pronto. Inserire il coperchio del foro piccolo e la cuccia per animali di piccola taglia.

Fare clic sul pulsante Nuovo database nella finestra del database e immettere un nome per il nuovo database. Quando viene visualizzata la finestra di dialogo, fare clic sul pulsante Sfoglia e accedere all'unità in cui verrà salvato il database. Quindi fare clic su OK e osservare il nuovo database nella finestra del database.

Per impostare le condizioni di scansione, selezionare i parametri appropriati. Ora posiziona il topo iniettato e anestetizzato sul letto dell'animale nello scanner e fai scorrere lo sportello dello strumento verso destra per attivare l'interblocco di sicurezza. Fare clic sul pulsante della modalità live per visualizzare il soggetto in tempo reale e osservare la finestra di cattura X e l'animale.

Premendo i pulsanti di controllo dell'asse Z dello stadio avanti e indietro, si sposta il letto dell'animale fino a quando il torace del mouse non si trova all'interno del campo visivo. Quindi usa le frecce sinistra e destra del controllo del letto degli animali per posizionare l'animale all'interno del riquadro di delimitazione blu. Selezionare 90 dall'elenco a discesa del controllo della rotazione nella finestra del software di controllo e fare clic sul pulsante di impostazione per ruotare il gantry assicurandosi che l'animale rimanga all'interno del riquadro di delimitazione blu della finestra di acquisizione X.

Nella finestra di acquisizione X, fare clic con il pulsante sinistro del mouse per ridimensionare la regione cardio-respiratoria di interesse. Trascinamento dei bordi in modo che le tracce cardio-respiratorie siano chiaramente visibili nella vista di sincronizzazione. Premere la posizione iniziale e ridimensionare la regione di interesse per le attività cardiorespiratorie.

Assicurarsi che la regione di interesse copra il diaframma e la porzione apicale del cuore in tutte le posizioni del gantry. Quindi ruotare il gantry di 90 gradi per assicurarsi che le tracce cardiorespiratorie siano ancora chiaramente visibili. Quando l'animale è in posizione, fare clic sul pulsante di scansione TC per inizializzare l'acquisizione.

Apparirà il messaggio di conferma della scansione TC. Fare clic su Sì. L'indicatore rosso di eccitazione a raggi X accenderà lo strumento e inizierà la scansione.

Al termine della scansione osservare le viste transassiali, coronali e sagittali delle ricostruzioni nel software di visualizzazione 2D. Infine, rimuovi l'animale dallo scanner e monitoralo fino a quando non si sarà completamente ripreso. Qui, vengono mostrate le sezioni trasversali rappresentative del pool sanguigno corto-assiale telediastolico e telesistolico di un cuore di topo con infarto del miocardio.

In queste immagini, le sezioni trasversali telediastolica e telesistolica corto-assiale di un cuore di topo senza infarto miocardico mostrano un'eccellente delineazione della cavità ventricolare sinistra con poco rumore di fondo. Si noti come le aree di rarefazione del contrasto, corrispondenti all'infarto del miocardio, fossero ben demarcate sulle immagini corti-assiali del cuore di topo sottoposto alla legatura dell'arteria coronarica discendente anteriore sinistra. Ma non nell'animale finto.

Secondo il modello dell'American Heart Association a 17 segmenti, il ventricolo sinistro può essere suddiviso in porzioni basali, medio-cavitarie e apicali corti-assiali. In questi rappresentativi, il grafico polare circonferenziale mostra una profusione dissimile è chiaramente visibile nei segmenti medio-anteriore, medio-inferolaterale, medio-anterolaterale, apicale anteriore e laterale apicale nel topo con infarto del miocardio rispetto all'animale operato in modo fittizio. Una volta padroneggiata, l'induzione dell'infarto del miocardio può essere completata in 45 minuti, mentre il successivo imaging microCT richiede quattro ore.

Durante il tentativo di questa procedura è importante ricordare che le prestazioni funzionali cardiache dipendono dal tipo e dal grado di anestesia. Pertanto, per misurazioni accurate, la frequenza cardiaca deve essere mantenuta il più fisiologica possibile durante l'acquisizione dell'immagine. Dopo il suo sviluppo, questa tecnica ha aperto la strada ai ricercatori nel campo della farmacologia per esplorare strategie di intervento nei topi e per analizzare l'impatto delle strategie di trattamento a livello sulla progressione della malattia.

Dopo aver visto questo video, dovresti avere una buona comprensione della chirurgia dell'infarto del miocardio e sapere come utilizzare il sistema microCT ad alta velocità in combinazione con l'agente di contrasto del pool di sangue a base di iodio. Non dimenticare che lavorare con l'isoflurano può essere pericoloso e che durante l'esecuzione di questa procedura è necessario sempre prendere precauzioni come una buona ventilazione.