Name: 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 (動画) | JoVE Journal
Uploaded: 2013-07-19T13:00:00.000+00:00
Duration: 8 min 41 s
Description: 学ぶ 小動物用MRI技術SALLIを用いてラットの心機能と心筋形態を評価する方法。ガドリニウム造影剤を使用し、心筋線維化や梗塞の研究に有用なデータを取得できます。

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1。準備 1.1。ラットの麻酔<ol><li>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。 </li><li>一度麻酔、ラットを取り外して重量を量る。 </li><li>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。 </li></ol> 1.2。尾静脈にカニューレを挿入する<ol><li>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。 </li><li>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。 </li><li>初期の努力が失敗した場合、より近位に再試行します。 </li><li>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）。 </li><li>皮膚接着剤やテープで静脈カテーテルを固定します。 </li></ol> 1.3。電極のポジショニング<ol><li>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。 </li><li>四つの電極は、各足に1つずつ必要とされている。 </li><li>足蹠の中央に電極を取り付け、粘着テープで固定します。 </li><li>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。 </li></ol> 2。スキャニング 2.1。動物とモニタリングの位置付け<ol><li>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。 </li><li>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。 </li><li>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。 </li><li>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。 </li><li> 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。 </li></ol> 2.2。スキャンプロトコル/イメージングパラメータ<ol><li>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]。 </li><li>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。 </li><li>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。 </li><li>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。 </li><li>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。 </li><li>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。 </li><li>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。 </li></ol> 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<ol><li>様々なパラメータを含めて定義することができます。 </li></ol><ul><li>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</li><li>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。 </li></ul> 3.2。オフライン復興<ol><li>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。 </li><li>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。 </li><li>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。 </li></ol>

<ol><li>Messroghli, D. R., Nordmeyer, S., Buehrer, M., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Small+animal+Look-Locker+inversion+recovery+%28SALLI%29+for+simultaneous+generation+of+cardiac+T1+maps+and+cine+and+inversion+recovery-prepared+images+at+high+heart+rates%3A+initial+experience%5BTitle%5D)+AND+%22Radiology%22%5BJournal%5D)">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.</a> Radiology. 261 (1), 258-2565 (2011).</li>
<li>Messroghli, D. R., Nordmeyer, S., Dietrich, T., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Assessment+of+diffuse+myocardial+fibrosis+in+rats+using+small-animal+Look-Locker+inversion+recovery+T1+mapping%5BTitle%5D)+AND+%22Circ.+Cardiovasc.+Imaging%22%5BJournal%5D)">Assessment of diffuse myocardial fibrosis in rats using small-animal Look-Locker inversion recovery T1 mapping.</a> Circ. Cardiovasc. Imaging. 4 (6), 636-640 (2011).</li>
<li>Flett, A. S., Hayward, M. P., Ashworth, M. T., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Equilibrium+contrast+cardiovascular+magnetic+resonance+for+the+measurement+of+diffuse+myocardial+fibrosis%3A+preliminary+validation+in+humans%5BTitle%5D)+AND+%22Circulation%22%5BJournal%5D)">Equilibrium contrast cardiovascular magnetic resonance for the measurement of diffuse myocardial fibrosis: preliminary validation in humans.</a> Circulation. 122 (2), 138-144 (2010).</li>
<li>Arheden, H., Saed, M., Higgins, C. N., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Measurement+of+the+distribution+volume+of+gadopentetate+dimeglumine+at+echo-planar+MR+imaging+to+quantify+myocardial+infarction%3A+comparison+with+99mTc-DTPA+autoradiography+in+rats%5BTitle%5D)+AND+%22Radiology%22%5BJournal%5D)">Measurement of the distribution volume of gadopentetate dimeglumine at echo-planar MR imaging to quantify myocardial infarction: comparison with 99mTc-DTPA autoradiography in rats.</a> Radiology. 211 (3), 698-708 (1999).</li>
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<li>O H-Ici, D., Ridgway, J., Kuehne, T., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Cardiovascular+magnetic+resonance+of+myocardial+edema+using+a+short+inversion+time+inversion+recovery+%28STIR%29+black-blood+technique%3A+Diagnostic+accuracy+of+visual+and+semi-quantitative%5BTitle%5D)+AND+%22%22%5BJournal%5D)">Cardiovascular magnetic resonance of myocardial edema using a short inversion time inversion recovery (STIR) black-blood technique: Diagnostic accuracy of visual and semi-quantitative.</a> 14 (1), (2012).</li>
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<li>Zagrosek, A., Abdel-Aty, H., Boyé, P., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Cardiac+magnetic+resonance+monitors+reversible+and+irreversible+myocardial+injury+in+myocarditis%5BTitle%5D)+AND+%22JACC+Cardiovasc.+Imaging%22%5BJournal%5D)">Cardiac magnetic resonance monitors reversible and irreversible myocardial injury in myocarditis.</a> JACC Cardiovasc. Imaging. 2 (2), 131-138 (2009).</li>
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<li>Korkusuz, H., Esters, P., Naguib, N., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Acute+myocarditis+in+a+rat+model%3A+late+gadolinium+enhancement+with+histopathological+correlation%5BTitle%5D)+AND+%22Eur.+Radiol%22%5BJournal%5D)">Acute myocarditis in a rat model: late gadolinium enhancement with histopathological correlation.</a> Eur. Radiol. 19 (11), 2672-2678 (2009).</li>
<li>Ugander, M., Oki, A. J., Hsu, L. Y. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Extracellular+volume+imaging+by+magnetic+resonance+imaging+provides+insights+into+overt+and+sub-clinical+myocardial+pathology%5BTitle%5D)+AND+%22Eur.+Heart+J%22%5BJournal%5D)">Extracellular volume imaging by magnetic resonance imaging provides insights into overt and sub-clinical myocardial pathology.</a> Eur. Heart J. 33 (10), 1268-1278 (2012).</li>
<li>Gilson, W. D., Kraitchman, D. L. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Cardiac+magnetic+resonance+imaging+in+small+rodents+using+clinical+1.5%5BTitle%5D)+AND+%22T+and%22%5BJournal%5D)">Cardiac magnetic resonance imaging in small rodents using clinical 1.5.</a> T and. 3 (1), 35-45 (2007).</li>
<li>Messroghli, D. R., Radjenovic, A., Kozerke, S., Higgins, D. M., Sivananthan, M. U., Ridgway, J. P. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Modified+Look-Locker+inversion+recovery+%28MOLLI%29+for+high-resolution+T1+mapping+of+the+heart%5BTitle%5D)+AND+%22Magnetic+resonance+in+medicine%22%5BJournal%5D)">Modified Look-Locker inversion recovery (MOLLI) for high-resolution T1 mapping of the heart.</a> Magnetic resonance in medicine. 52 (1), 141-146 (2004).</li>
</ol>

全ての動物の手順は、実験動物のケアと使用に関するガイドラインに従って実施され、地元の動物ケアの当局によって承認された。利害の衝突は宣言されていない。

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...

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。

<table><tbody><tr><td>粘着テープ(シルカフィックス)</td><td>Lohmann und Rauscher</td><td>34327</td><td></td></tr><tr><td>Gadopentetat-Dimeglumin(Magnevist)</td><td>Bayer</td><td>G-00012163</td><td>2mmol/Kg</td></tr><tr><td>Introcan Safety-W (G24)</td><td>B. Braun</td><td>4254503-01</td><td></td></tr><tr><td>Red Dot, Neonatal Monitoring Electrode with Pre-Attached Lead Wire</td><td>3M</td><td>2269T</td><td></td></tr><tr><td>Skin glue (Histoacryl)</td><td>B. Braun</td><td></td><td></td>1050052</tr><tr><td>スケール(Typ 440)</td><td>Kern</td><td>95088</td><td></td></tr><tr><td>皮膚消毒(Softasept N)</td><td>B. Braun Petzold</td><td>360250</td><td></td></tr><tr><td>温度計 </td><td>LumaSense Technologies</td><td>Luxtron 812</td><td></td></tr></tbody></table>

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

Assessment of Cardiac Function and Myocardial Morphology Using Small Animal Look-locker Inversion Recovery (SALLI) MRI in Rats

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。

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...

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<em生体内で&gt;</em&gt;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。

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

Small animal magnetic resonance  imaging is an important tool to study cardiac function and changes in myocardial  tissue. The high heart rates of small ...

この手順の全般的な目的は、ラットにおける心機能と形態の両方を包括的に評価するためのマルチモダリティ磁気共鳴画像データセットを作成することです。まず、ラットの足底に電極を取り付け、次に動物をMRI装置内に配置することでこれを達成します。その後、スキャンを開始し、マルチスライス、ショートアクセスによる小動物の像を取得します。この際、 lockdown inversion または Sally recovery スタックが必要です。最終的に、画像はオンラインまたはオフラインで再構成されます。最終的に、心臓磁気共鳴画像法（MRI）を用いて、小動物モデルにおける心臓の機能および形態を研究することが可能になります。この手法は、心筋炎や心筋梗塞などの小動物における心機能および形態研究の分野における重要な課題の解決に寄与します。登録フォームにて。 5%イソフルランを満たした導入チャンバーでラットを麻酔し、足指へのピンチテストで鎮静レベルを確認します。その後、体重を測定し、ノーズコーンを装着して、処置の残りの時間、麻酔を維持するために酸素中で2～3%のイソフルランを投与します。温水と石鹸を用いてラットの尾を洗浄し、血管をより視認しやすくします。22〜24ゲージのIVカテーテルを使用し、尾の先端から約3分の1の距離にあるいずれかの静脈に挿管します。挿管に失敗した場合は、より近位側から挿管してください。ヘマトクリット分析用の血液サンプルを採取し、皮膚用接着剤とテープを用いてIVカテーテルを固定します。次に、アルコールまたは石鹸水を用いて、動物の足底を清掃します。その後、各足底の中央に電極を取り付け、粘着テープで固定して、ECG信号への干渉の原因となるループの形成を最小限に抑えます。ラットの体温を38 ± 1 °Cに維持するため、ECGケーブルを互いにきつくねじり合わせます。まず、イメージング容器にウォーミングマットを配置します。次に、温度計のセンサーを肛門に約1〜2cm挿入します。本研究では、内径70mmのソレノイドコイルを備えたPhillips Engenia 3.0 T臨床用MRIシステムを使用しています。ラットを仰臥位または腹臥位にしてイメージング容器に入れ、心臓がコイルの中心に来るように配置します。次にECG電極を接続し、撮像を開始する前に信号が安定するまで待ちます。まず、MRIの視野の中心に心臓を配置するためにサーベイを行います。位置が正しく調整されたら、2腔像および4腔像のMRIビューを用いて、短軸像スタックの幾何学的構成を決定します。2腔像および4腔像上で心腔の短軸スライス位置を決定し、Z軸方向の磁化を十分に回復させ、グラジエントの過熱を防ぐため、4,000 millisecondの収集時間と4,000 millisecondの緩和時間を組み合わせて使用します。機能解析を可能にするため、位相数を12以上に設定し、撮像時間を短縮させるために時間的アンダーサンプリング係数を2に設定します。次に、ラットを動かさずに、留置カテーテルからガドリニウムベースの造影剤を注入します。その後、左室（LV）腔内の血プール信号が十分に得られるまで5分間待ちます。 declining（下降）させる。Sallyを、厚さ 2.4 millimeters のスライスが少なくとも7枚含まれるマルチスライス短軸スタックとして設定する。心臓の心尖部の下に最も遠位のスライスが位置し、最上層が心臓弁の直近遠位に位置するようにスライスを配置し、短軸 AE が心室中隔に対して垂直であることを確認する。約3回の細胞サイクル後、または30分間隔で、造影剤を追加投与します。最終的に、画像取得が完了したら、個体をスキャナーから取り出し、麻酔から回復させてからケージに戻します。オフラインでの画像再構成を行うハウジング施設にて、データを抽出する心位相を選択します。例えば、T1マップが収縮期または拡張期にある場合、対応するシネ画像を選択して、TT1の終末収縮期または終末拡張期の定義を調整してください。関心領域にマウスを合わせることで正確な値が表示されるカラーマップを使用して、T1を可視化します。最後に、さらなる解析のために、画像をさまざまな画像形式で保存してください。このビデオで実演するSally法では、3種類の画像を同時に作成します。1つ目は、局所および全般的LV機能を調べるために使用できるarsine画像です。CMRソフトウェアパッケージを用いて評価されるLVパラメータには、収縮末期および拡張末期容積、駆出率、および質量が含まれます。2つ目のデータセットは、異なる公称TIで取得された複数のIR画像であり、ここから正常心筋のヌリングが最適な画像を選択することができます。これにより、LGEイメージングに必要な、局所的な心筋線維化または瘢痕領域の最大限の増強が確保されます。第三に、ここに示すようにT1マップが作成されます。造影剤であるガドペネテートDMAの投与前には、正常な心筋全体で均一な緩和時間が示されるはずです。造影剤投与後の最初の数分間は、左室（LV）腔内の血液のT1が心筋のT1よりも短縮します。提示された健康な動物のデータでは、心筋全体にわたって均一なT1挙動が示されていますが、心筋梗塞などの心筋損傷がある場合、患部のT1が短縮します。T1マップは、心周期のどの位相においても再構成可能です。この図の上段パネルは、180度の断熱反転パルス後のパルスシーケンス構成を示しています。円の色付きセクターで表される最初のラジアルセグメントの画像データは、定義された期間中に、異なるサイズの円で表される連続する心位相、および異なる円の色で描かれた心周期にわたって連続的にサンプリングされます。磁化が時定数 T₁ で回復する間に、時間分解能が得られます。例えば、心拍相の数は、事前定義されたrd後の最小繰り返し時間によって理論的に制限されます。この時間内では、読み出しによる摂動なしに磁化が時定数T oneで回復します。このプロセスを次のラジアルセグメントに対しても同様に繰り返します。T oneマップの再構成の第一段階では、RRR間隔内の事前定義された時間ウィンドウ中に取得されたすべての利用可能な画像データから、ADに含まれる心拍周期数の生画像が再構成されます。例えば、第2ステップとして、収縮期にピクセルごとの非線形曲線フィッティングを行い、得られたT1*値を読み出しによる磁化回復曲線の偏差で補正します。これにより、反転後の事前定義された間隔（例えば100から300ミリ秒）について、これらの生画像からT1マップを生成します。また、反転時間のステップ（例えば25ミリ秒）を事前定義した一連のIR準備画像が、当該間隔内で利用可能なすべての画像データから再構成されます。ここで示されているように、視野内のすべての縦磁化が少なくとも90%回復した時点以降に利用可能なすべての画像データから、事前定義された心拍相数のシネ画像が再構成されます。習熟すれば、動物の準備、スキャン、および画像構築を含め、この手法は約2時間で完了させることが可能です。適切に実施された場合においてのみとなります。

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