小動物ルックロッカー反転回復（サリー）ラットにおけるMRIを用いた心機能と心筋形態の評価

サマリー

造影心臓磁気共鳴（CMR）イメージングは​​、包括的なことができます心血管疾患の小さな動物モデルにおける心臓の評価。ここでは、詳細手順はCMRイメージング、復興とラットの小動物ロックロッカー反転回復（サリー）を使用して分析を実行する。

要約

小動物磁気共鳴イメージングは​​、心筋組織における心機能と変化を研究するための重要なツールです。小動物（200から600拍/分）の高い心拍数は、以前CMRイメージングの役割を制限してきた。小動物ルックロッカー反転回復（サリー）は、この問題^を克服するための¹小動物用T1マッピングシーケンスです。 T1マップは、組織の変化および造影剤の動態に関する定量的情報を提供する。それは、間質性線維症又は浮腫^1-6として拡散する心筋プロセスを検出することも可能である。また、画像データの単一のセットから、それが心臓機能とシネと反転回復調製した後期ガドリニウムエンハンスメント型MR画像^1を生成することにより心筋瘢痕化を検討することができる。

提示映像は、ステップバイステップの手順が小動物CMRイメージングを実行するために示しています。ここでは、健康のSprague-Dawlが提示されエーラットは、しかし当然それは異なった心臓小動物モデルに拡張することができる。

概要

心筋炎は、急性心不全、突然死、そして慢性的拡張型心筋症⁷の主要な原因である。 CMRは、関数の測定のためと生体組織の分析でのゴールドスタンダード技術として確立されている。新規イメージング技術とイメージングの改善だけで心筋炎の診断を向上させるだけでなく、治療標的^8-10の病態生理と速度同定の研究を支援することができませんでした。小動物イメージングは​​、心血管疾患の研究のための重要なツールです。このような後期ガドリニウム増強（LGE）などの日常臨床CMRで使用される技術は、簡単に動物の高い心拍数に起因する小動物CMRに転送することはできません、しかし、すでに^11を示すことができた。小動物ルックロッカー反転回復（サリー）のアプローチは、マルチモーダル画像データを生成し、心機能と形態（ 図1の両方の包括的な評価を可能に設定しますND 3）。ここでは、具体的に、典型的なサリープロトコルで小動物イメージングのための手順とセットアップを示しています。特に、我々は、T1撮像データセットの再構築および分析を示す。

プロトコル

1。準備

1.1。ラットの麻酔

1. ラットを麻酔にイソフルラン（5％の約3分室のサイズに応じて）で予め充填室にラットを置きます。
2. 一度麻酔、ラットを取り外して重量を量る。
3. 麻酔を維持するために、麻酔マスク（酸素1リットル/分でイソフルラン2〜3％）に、ラットの鼻を置きます。イソフルラン麻酔中に、ラットの心拍数は300から340 BPM（マウスで380-420 BPM）に減少。

1.2。尾静脈にカニューレを挿入する

1. 血管がより簡単に見ることができるように、温水（38℃）と石鹸でラットの尾を洗ってください。
2. 簡単に尾の外側面で見ることができるのどちらか静脈を、カニューレを挿入。 22-24 G IVカテーテルを使用して、約1/3の先端から道の試みを開始します。
3. 初期の努力が失敗した場合、より近位に再試行します。
4. 血SAMを取るヘマトクリットの分析のためのPLE（外体積分率= ECVを計算する必要が）。
5. 皮膚接着剤やテープで静脈カテーテルを固定します。

1.3。電極のポジショニング

1. アルコール飽和綿棒でまたは石鹸と水ですべての足蹠を清掃します。
2. 四つの電極は、各足に1つずつ必要とされている。
3. 足蹠の中央に電極を取り付け、粘着テープで固定します。
4. ねじれ又はECG信号との干渉を引き起こすループの形成を最小限にするために互いに周りECGケーブルを編む。

2。スキャニング

2.1。動物とモニタリングの位置付け

1. イメージングチューブに仰臥または腹臥位でラットを置き、位置コイルの中心の心臓。
2. その鼻は（酸素1リットル/分で2〜3％）イソフルラン麻酔を実現コーンにかかっようにラットを配置します。ラットは、息を許可され自由に全体の撮像法を通して。
3. 肛門口に温度計のセンサーを置き、テープでテーブルの上にそれを修正する。
4. 体温を38±1℃の温水加熱システムによって維持される。加温マットは、コイルの外側に延在動物の下面態様下に置かれる。詳細は、MRI実験（ 図2）の概略図を参照してください。
5. ECG電極を接続し、一度ECG信号は、イメージングを開始し安定しています。

2.2。スキャンプロトコル/イメージングパラメータ

1. 本研究では70ミリメートル、内径とソレノイドコイルとフィリップスインゲニア3.0Tの臨床MRIシステムは、[MRシステム要件は小口径（ 例えば 16センチメートル）または専用の小動物と大口径（人間の大きさ、 例えば 65センチメートル）が使用されました500/min、酸素供給と麻酔ガスの除去システム​​のコイルは、最大心拍数のためのECGゲーティング機能]。
2. ビューのMRI視野の中心に心を見つけるための調査から始まります。
3. 位置が正しくなると、短軸画像のスタックの形状を決定するために二室と4室シネMRIの景色を続行します。
4. サリー、二、四室の画像（PreSALLI）上の位置半ば空洞短軸スライス。 4,000ミリ秒の取得時間と4,000ミリ秒の緩和時間の組み合わせは、z軸に沿った磁化を十分に回収を可能にし、勾配の過熱を防止する。機能解析を可能にするために、位相が買収を加速する因子2の時間アンダーで、少なくとも12に設定する必要があります。
5. ラットを動かさずに、留置カテーテルにガドリニウム系造影剤を注入する。 5分待ちます。
6. 少なくとも7スライス（スライス厚2.4ミリメートル）で構成される、マルチスライス短軸スタックとしてサリーの計画をスタート。最も遠位の下の心臓とtの頂点になるようにスライスを置き彼のトップレベルは心臓弁にすぐ遠位である。短い軸がセプタムに垂直であることを確認してみてください。ほぼ30分毎（約3サリス）は造影剤の別の投与量を注入する。
7. 画像取得が終了したときにスキャナからラットを削除し、麻酔から回復することを可能にする。

3。画像再構成

画像再構成は、専用の画像再構成ツールを使用して、事前定義された再構成パラメータ、またはオフラインを使用してオンラインのどちらかを行ってもよい。

3.1。オンライン復興

1. 様々なパラメータを含めて定義することができます。

• 心周期内で再構成ウィンドウの位置と幅（心拍数300/minで収縮期T1マップを達成するために、50〜100ミリ秒からなど ）：T1マッピング用
• 再構築された無線する画像の位置と幅反転時間（TI）ウィンドウ番号：IR-準備（LGE）画像用（ 例えば TI 100-300ミリ秒、5枚は、TIS 100-150-200-250-300ミリ秒で5 LGE画像を生成するために）そのウィンドウ薄い。

3.2。オフライン復興

1. 画像再構成のための専用ソフトウェアパッケージ（Gyrotools、チューリッヒ、スイス）を使用する場合は、よりインタラクティブな方法で三組のデータ（シネMR、反転回復とT1マップ）を抽出。
2. 収縮末期または対応シネ画像を選択することにより、T1用の拡張末期の定義を調整します。
3. カラーマップとしてT1マップを視覚化する。関心領域の上にマウスを渡すことによって、正確な値を検索します。画像は、さらなる分析（心筋血プールの前後のコントラストT1値からECVの計算など ^）12に対して各種画像形式で記憶することができる。

結果

ここでは、健康のSprague Dawley系ラットからの調査結果を示しています。我々は以前に記載さよく準備された動物の設定と、それは安定したECG信号を取得することが可能である。人間の心臓のMRIプロトコルと同様に、我々は心を見つけるために調査を開始。コイルラットの位置が正しければ、我々は、サリースタックのジオメトリを検出するために、二腔像、四腔像を続行。

サリー技術は、同時に取得された画像の3つのタイプを生成する。これらには、まず、ローカルおよびグローバルLVの機能を研究するために使用することができるシネ画像である。 CMRソフトウェアパッケージの助けを借りて評価されるパラメータは、LV収縮終期および拡張終期容積、駆出率、および質量が挙げられる。画像の第二のタイプは、正常心筋の最適なヌル​​の画像を選択することができる異なる公称TIを持つ複数のIR画像である。これは、焦点、心筋線維症/ SCと地域の最大強化を確実にAR、LGEイメージングのため、必要に応じて。第三に、T1マップが生成されます。 図3（代表T1マップ）に示すように、これらは健康的...

ディスカッション

ここでは、小動物のマルチモダリティ（シネMR、反転回復とT1マップ）MR画像を生成する手法を提案する。小動物の研究では、心血管疾患の研究にますます重要な役割を果たしており、CMRは、私たちは、心筋の機能、構造と組織の組成を勉強できるように強力なツールです。しかし、小動物CMRは、高い心拍数と小さな心臓の大きさに起因し固有の課題の数を持っています。より多くの時間効率の良い方法を含むイメージングの改善された方法は、この技術の開発においてさらなる役割を果たすことになる。

動物の初期セットアップは、このプロトコルの重要な部分です。これは、最適な画像の生成を可能にするためだけでなく、多くの場合、長時間の検査（復興を含む完全なプロトコルは約2時間かかります）全体で安定した状態を保つために動物を可能にするだけでなく、重要です。画像は、ECG、貧しいリード接点からの干渉とゲートされたように、またはECGケーブルから形成されたループから、長時間のスキャン時間やシーケンスの故障につながることができます。高い心拍数や不整脈に起因する貧弱ECG信号は、小動物CMRの主要な課題の1つです。また、温度および麻...

材料

この記事で使用された材料の一覧

名前	会社	カタログ番号	コメント
粘着テープ(シルカフィックス)	Lohmann und Rauscher	34327
Gadopentetat-Dimeglumin(Magnevist)	Bayer	G-00012163	2mmol/Kg
Introcan Safety-W (G24)	B. Braun	4254503-01
Red Dot, Neonatal Monitoring Electrode with Pre-Attached Lead Wire	3M	2269T
Skin glue (Histoacryl)	B. Braun
スケール(Typ 440)	Kern	95088
皮膚消毒(Softasept N)	B. Braun Petzold	360250
温度計	LumaSense Technologies	Luxtron 812