Name: Risonanza magnetica cine 3D del movimento respiratorio in topi e ratti ventilati meccanicamente (Video) | JoVE Journal
Uploaded: 2025-09-19T12:30:00.000+00:00
Duration: 8 min 22 s
Description: Scopri la risonanza magnetica cine 3D per studiare il movimento respiratorio in topi e ratti ventilati meccanicamente. Questo metodo analizza gli effetti della PEEP sulla dinamica toracica e sul volume polmonare.

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<ol><li>Bassi, T., Taran, S., Girard, T. D., Robba, C., Goligher, E. C. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Ventilator-associated+brain+injury%3A+A+new+priority+for+research+in+mechanical+ventilation%5BTitle%5D)+AND+%22Am+J+Respir+Crit+Care+Med%22%5BJournal%5D)">Ventilator-associated brain injury: A new priority for research in mechanical ventilation.</a> Am J Respir Crit Care Med. 209 (10), 1186-1188 (2024).</li>
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<li>Tang, M., Yamamoto, T. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Progress+in+Understanding+Radiofrequency+Heating+and+Burn+Injuries+for+Safer+MR+Imaging%5BTitle%5D)+AND+%22Magn+Reson+Med+Sci%22%5BJournal%5D)">Progress in Understanding Radiofrequency Heating and Burn Injuries for Safer MR Imaging.</a> Magn Reson Med Sci. 22 (1), 7-25 (2023).</li>
<li>Munting, L. P., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Influence+of+different+isoflurane+anesthesia+protocols+on+murine+cerebral+hemodynamics+measured+with+pseudo-continuous+arterial+spin+labeling%5BTitle%5D)+AND+%22NMR+Biomed%22%5BJournal%5D)">Influence of different isoflurane anesthesia protocols on murine cerebral hemodynamics measured with pseudo-continuous arterial spin labeling.</a> NMR Biomed. 32 (8), e4105(2019).</li>
</ol>

<table><tbody><tr><td>Equipaggiamento</td><td></td><td></td><td></td></tr><tr><td>&nbsp; Pompa a doppia siringa digitale 11 Plus</td><td>Apparato di Harvard (USA)</td><td>229193-2</td><td>Pompa a doppia siringa con funzioni programmabili per laboratori</td></tr><tr><td>Condizionatore di segnale AccuSens a canale singolo e multicanale</td><td>Opsens solutions inc. (Canada)</td><td>ACS-P4-N-62SC</td><td>Utilizzato con sensore di temperatura in fibra ottica per monitorare la temperatura corporea</td></tr><tr><td>Sensore di temperatura in fibra ottica&nbsp;</td><td>Opsens solutions inc. (Canada)</td><td>OTP-M</td><td></td></tr><tr><td>Culla per mouse</td><td>&Eacute; quipment V&eacute; t&eacute; rinaire Minerve (Francia)</td><td></td><td></td></tr><tr><td>Mousestat Jr.</td><td>Kent-scientific (Stati Uniti)</td><td>MSTAT-JR</td><td>Il MouseSTAT Jr. fornisce&nbsp; pulsossimetria accurata sia nei topi che nei ratti.</td></tr><tr><td>MR Scanner</td><td>MR Solutions Lt. (Regno Unito)</td><td>Visualizzazione MRS-7024</td><td></td></tr><tr><td>Monitoraggio compatibile con la risonanza magnetica e Sistema di cancello per piccoli animali</td><td>SA Instruments, Inc. (Stati Uniti)</td><td>1030</td><td>Modulo RT (modulo di interfaccia respiratoria), modulo di controllo/gating ERT, pacco batteria</td></tr><tr><td>Ventilatore compatibile con MRI-1</td><td>CWE (Stati Uniti)</td><td>12-07000</td><td>Ventilatore meccanico adatto alla ventilazione di piccoli animali in ambienti di risonanza magnetica. Ventila con un principio basato sul volume controllato, flusso x tempo utilizzando valvole pneumatiche.</td></tr><tr><td>Unità di controllo della temperatura multistazione e PCA ad alta portata</td><td>&Eacute; quipment V&eacute; t&eacute; rinaire Minerve (Francia)</td><td></td><td></td></tr><tr><td>Colonna PEEP</td><td></td><td></td><td>Colonna di misura del fluido riutilizzata</td></tr><tr><td>Ventilatore meccanico Physiosuite</td><td>Kent-scientific (Stati Uniti)</td><td></td><td>Ventilatore meccanico adatto alla ventilazione di piccoli animali. Ventila con un principio di controllo del volume e della pressione.</td></tr><tr><td>Sensori per zampe per pulsossimetro, compatibili con la risonanza magnetica</td><td>Kent-scientific (Stati Uniti)</td><td>SPO2-MSE-Risonanza magnetica</td><td>Sensore zampa compatibile con risonanza magnetica per Mousestat Jr.</td></tr><tr><td>Culla per topi</td><td>&Eacute; quipment V&eacute; t&eacute; rinaire Minerve (Francia)</td><td></td><td></td></tr><tr><td>Bobina RF, mouse</td><td>MR Solutions Lt. (Regno Unito)</td><td></td><td>Bobina RF da 38 mm per lo studio del corpo del topo</td></tr><tr><td>bobina RF, ratto</td><td>MR Solutions Lt. (Regno Unito)</td><td></td><td>65 millimetri&nbsp; bobina RF di volume di ratto per studi sul corpo di ratto</td></tr><tr><td>Strumenti chirurgici</td><td></td><td></td><td></td></tr><tr><td>Abbocath 14G, 20G, 22G, 24G</td><td>Abbocat</td><td></td><td>14G, 20G, 22G per l'uso come tubo endotracheale, 24G per l'infusione intraperitoneale di anestesia</td></tr><tr><td>Ethilon 3-0&nbsp; Sutura FD-1 con ago</td><td>Ethicon (Stati Uniti)</td><td>663H</td><td></td></tr><tr><td>Pinze #55</td><td>Dumont (Svizzera)</td><td>55</td><td></td></tr><tr><td>Forbici Metzenbaum</td><td>Strumenti per la scienza (Germania)</td><td>14017-14</td><td></td></tr><tr><td>Porta aghi</td><td>Strumenti per la scienza (Germania)</td><td>12005-15</td><td></td></tr><tr><td>Sutura intrecciata in seta non assorbibile 6/0</td><td>Strumenti per la scienza (Germania)</td><td>18020-60</td><td></td></tr><tr><td>Forbici a molla</td><td>Strumenti per la scienza (Germania)</td><td>15033-09</td><td></td></tr><tr><td>Forbici per tenotomia Stevens</td><td>Strumenti per la scienza (Germania)</td><td>14064-11</td><td></td></tr><tr><td>Pinze per legatura di sutura</td><td>Strumenti per la scienza (Germania)</td><td>18025-10</td><td></td></tr><tr><td>Nastro medipore</td><td>3M (Stati Uniti)</td><td></td><td></td></tr><tr><td><forte>Farmaco</forte></td><td></td><td></td><td></td></tr><tr><td>Atropina 0,25 mg/mL</td><td></td><td></td><td></td></tr><tr><td>Dexmedetomidina 0,5 mg/mL Dexdormitor</td><td>Orion pharma (Finlandia)</td><td></td><td></td></tr><tr><td>Unguento per gli occhi Duratears</td><td>Alcon Nederland BV (Paesi Bassi)</td><td></td><td></td></tr><tr><td>Isoflurano</td><td>AST pharma (Francia)</td><td></td><td></td></tr><tr><td>Ketamina 100 mg/mL Ketexx</td><td>Alfasan (Paesi Bassi)</td><td></td><td></td></tr><tr><td>Vaselina</td><td>Unilever (Paesi Bassi)</td><td></td><td></td></tr><tr><td><forte>Software</forte></td><td></td><td></td><td></td></tr><tr><td>Elastix</td><td>Istituto di Scienze dell'Immagine, UMC Utrecht (Paesi Bassi)</td><td></td><td></td></tr><tr><td>Scatto</td><td>Università della Pennsylvania (USA)</td><td></td><td></td></tr><tr><td>Matlab 2019a</td><td>Wolfram Research Inc (Stati Uniti)</td><td></td><td></td></tr><tr><td>Microdicom</td><td>Microdicom (Bulgaria)</td><td></td><td></td></tr><tr><td>Retrospettiva</td><td>Amsterdam UMC (Paesi Bassi)</td><td></td><td></td></tr></tbody></table>

risonanza magnetica cine 3d del movimento respiratorio in topi e ratti ventilati meccanicamente

3D Cine Magnetic Resonance Imaging of Respiratory Motion in Mechanically Ventilated Mice and Rats

Utilizzando il protocollo descritto in questo studio, abbiamo scansionato con successo un gruppo di 8 topi sani C57BL/6 WT e 8 ratti Wistar WT utilizzando uno scanner MRI da 7 Tesla. Siamo stati in grado di ventilare meccanicamente gli animali a diversi livelli di PEEP e di monitorare i parametri fisiologici di base durante la scansione (Figura 7).
Nella Figura 5, viene mostrato un esempio di tre scansioni 2D nel frame di fine espirazione di un topo e di un ratto con orientamento sagittale. Come si può notare, la PEEP introduce uno spostamento caudale del diaframma in entrambi gli animali, ma nei topi questo è accompagnato anche da un allargamento del torace, indicato da un aumento del diametro antero-posteriore.
Queste scansioni di alta qualità mostrano che utilizzando questa tecnica, possiamo misurare le dimensioni delle diverse parti del torace e mostrare gli effetti di varie impostazioni ventilatorie sul movimento del torace e del diaframma. Il breve tempo di scansione consente il confronto all'interno dei soggetti dei parametri di esito a cui si è interessati, riducendo il numero richiesto di animali. La tabella 2 mostra i parametri di esito di tutti gli animali.
La Figura 8 mostra le segmentazioni polmonari della dinamica di fine espirazione a tre livelli di PEEP con il corrispondente volume polmonare. Come previsto, l'aumento della PEEP ha comportato un aumento del volume polmonare. I filmati 3D vengono visualizzati anche come filmato nel Video supplementare 1 e nel Video supplementare 2.
<img alt="Figure 4" class="xfigimg" src="/files/ftp_upload/67474/67474fig04.jpg"> 
Figura 4: Screenshot del software utilizzato per ricostruire le immagini con gating retrospettivo dei dati. Il gating dei dati si basa sul segnale del navigatore. <a href="https://www.jove.com/files/ftp_upload/67474/67474fig04large.jpg" target="_blank">Clicca qui per visualizzare una versione più grande di questa figura.</a>
<img alt="Figure 5" class="xfigimg" src="/files/ftp_upload/67474/67474fig05.jpg"> 
Figura 5: Risultati rappresentativi di immagini 2D in un ratto e in un topo a tre livelli di PEEP, con le dimensioni del polmone antero-posteriore e cranio-caudale. <a href="https://www.jove.com/files/ftp_upload/67474/67474fig05large.jpg" target="_blank">Fare clic qui per visualizzare una versione più grande di questa figura.</a>
<img alt="Figure 6" class="xfigimg" src="/files/ftp_upload/67474/67474fig06.jpg"> 
Figura 6: Screenshot del software utilizzato per segmentare i polmoni nelle cine 3D. Nel pannello in alto a sinistra, viene mostrata una vista assiale del cine 3D con il polmone segmentato in rosso. Nel pannello in alto a destra viene mostrata una vista sagittale con il polmone segmentato in rosso. Nel pannello in basso a sinistra viene mostrato un rendering 3D del polmone segmentato. Nel pannello sinistro-destro, viene mostrata una vista coronale con il polmone segmentato in rosso. <a href="https://www.jove.com/files/ftp_upload/67474/67474fig06large.jpg" target="_blank">Clicca qui per visualizzare una versione più grande di questa figura.</a>
<img alt="Figure 7" class="xfigimg" src="/files/ftp_upload/67474/67474fig07.jpg"> 
Figura 7: Parametri vitali degli animali durante gli esperimenti. N = 8 topi (blu), N = 8 ratti (arancione). I dati sono mostrati come medi con SD. Si noti il calo della frequenza cardiaca quando gli animali entrano in un piano chirurgico di anestesia. <a href="https://www.jove.com/files/ftp_upload/67474/67474fig07large.jpg" target="_blank">Clicca qui per visualizzare una versione più grande di questa figura.</a>
<img alt="Figure 8" class="xfigimg" src="/files/ftp_upload/67474/67474fig08.jpg"> 
Figura 8: Segmentazione 3D dei polmoni a tre livelli di PEEP con i volumi polmonari corrispondenti. Segmentazione di un polmone di ratto a PEEP 0 (colonna di sinistra), PEEP 3 (colonna centrale) e PEEP 6 (colonna di destra). Nella riga superiore è mostrato il lato posteriore dei polmoni. Nella riga centrale è mostrato il lato anteriore dei polmoni. I volumi mostrati nella riga inferiore sono misurati all'interno dei polmoni renderizzati in 3D visibili in questa figura. <a href="https://www.jove.com/files/ftp_upload/67474/67474fig08large.jpg" target="_blank">Clicca qui per visualizzare una versione più grande di questa figura.</a>
Video supplementare 1: Filmato 3D di un mouse. <a href="https://www.jove.com/files/ftp_upload/67474/Supplemental_Video1.gif" target="_blank">Clicca qui per scaricare questo video.</a>
Video supplementare 2: Cine 3D di un topo. <a href="https://www.jove.com/files/ftp_upload/67474/Supplemental_Video2.gif" target="_blank">Clicca qui per scaricare questo video.</a>
File di codifica supplementare 1: script per registrare le segmentazioni ad altre acquisizioni. <a href="https://www.jove.com/files/ftp_upload/67474/Supplemental_Video1.gif" target="_blank">Clicca qui per scaricare questo file.</a>

Risonanza magnetica cine 3D del movimento respiratorio in topi e ratti ventilati meccanicamente

The pathophysiology of diaphragm dysfunction in mechanically ventilated patients has yet to be fully understood, and adequate animal models are required ...

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La risonanza magnetica iperpolarizzata 129Xe (MRI) è un metodo per studiare gli aspetti risolti a livello regionale della funzione polmonare. Questo lavoro presenta un flusso di lavoro standardizzato end-to-end per la risonanza magnetica iperpolarizzata a 129Xe della ventilazione polmonare, con particolare attenzione alla progettazione della sequenza di impulsi, alla preparazione della dose di 129Xe, al flusso di lavoro di scansione e alle migliori pratiche per il monitoraggio della sicurezza...

Acquisizione di immagini iperpolarizzate di risonanza magnetica 129Xe della ventilazione polmonare

Il polmone funzionale a risoluzione di fase tridimensionale (3D) (PREFUL) è una tecnica di risonanza magnetica funzionale (MRI) che consente la quantificazione della ventilazione regionale dell'intero volume polmonare umano, utilizzando la respirazione corrente e l'acquisizione senza mezzo di contrasto per 8 minuti. Qui presentiamo un protocollo RM per raccogliere e analizzare i dati di imaging 3D PREFUL.

Risonanza magnetica polmonare funzionale tridimensionale risolta in fase

Viene descritto un protocollo per la generazione di immagini strutturali ad alta risoluzione dei polmoni utilizzando la risonanza magnetica (MRI) a tempo di eco ultra-breve (UTE). Questo protocollo consente di acquisire immagini utilizzando una semplice sequenza di impulsi MRI durante la respirazione libera.

Risonanza magnetica strutturale polmonare con imaging a tempo di eco ultra-breve a respirazione libera e auto-gated 

Un metodo pratico e preciso per misurare i parametri ceppo nel tessuto miocardico è di grande valore clinico, poiché è stato dimostrato, che il ceppo è un marker più sensibile e precedenti per la disfunzione contrattile rispetto al parametro di uso frequente EF.

Risonanza Magnetica Derivato valutazione di deformazione miocardica Utilizzo del rilevamento delle caratteristiche

Scopri la risonanza magnetica cine 3D per studiare il movimento respiratorio in topi e ratti ventilati meccanicamente. Questo metodo analizza gli effetti della PEEP sulla dinamica toracica e sul volume polmonare.

Risonanza magnetica cine 3D del movimento respiratorio in topi e ratti ventilati meccanicamente

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