Name: 작은 동물 룩 로커 반전 복구 (SALLI) 쥐의 MRI를 사용하여 심장 기능 및 심근 형태학의 평가 (동영상) | JoVE Journal
Uploaded: 2013-07-19T13:00:00.000+00:00
Duration: 8 min 41 s
Description: 학습하세요 SALLI 기법을 이용한 쥐 심장 MRI 촬영으로 심기능과 심근 형태학을 평가하는 방법을. 조영제를 활용한 다중 모달리티 영상 분석이 심혈관 질환 연구에 필수적인 데이터를 제공합니다.

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1. 준비하기 1.1. 쥐의 마취 <ol><li> 쥐를 마취하기 위해 isoflurane을 (5 %의 약 3 분 챔버의 크기에 따라)로 채워져 챔버에 쥐를 놓습니다. </li><li> 일단 마취, 쥐를 제거하고 무게. </li><li> 마취를 유지하기 위해 마취 마스크 (산소 1 L / 분 isoflurane을 2-3%)에 쥐의 코를 놓습니다. isoflurane을 가진 마취 쥐의 심장 요금은 300-340 BPM (생쥐에 380-420 BPM)을 감소시킨다. </li></ol> 1.2. 꼬리 정맥 캐 뉼러를 삽입 <ol><li> 혈관이 더 쉽게 볼 수 있도록 따뜻한 물 (38 ° C), 비누와 쥐의 꼬리를 씻으십시오. </li><li> 쉽게 꼬리의 외측에서 볼 수있는 하나 정맥, Cannulate. 22-24 G IV 카테터를 사용하여 시도 약 1 / 3의 끝에서 길을 시작합니다. </li><li> 초기 노력이 실패하는 경우, 더 근위부 다시 시도하십시오. </li><li> 혈액 샘을혈소판의 분석 (세포 부피 분율 = ECV를 계산하는 데 필요한)에 대한 ple는. </li><li> 피부 접착제 및 테이프 IV 카테터를 고정합니다. </li></ol> 1.3. 전극의 위치 <ol><li> 알코올 포화 면봉이나 물과 비누로 모두 장화를 청소합니다. </li><li> 네 개의 전극은 각 발에 하나 필요합니다. </li><li> 발바닥의 중간에 전극을 부착하고 접착 테이프로 고정. </li><li> 비틀거나 ECG 신호와 간섭을 일으킬 것 루프의 형성을 최소화하기 위해 서로의 주변 ECG 케이블을 땋으. </li></ol> 2. 스캐닝 2.1. 동물과 모니터링 위치 <ol><li> 영상 튜브 위에 앙와위 또는 복와에 쥐를 놓고 코일의 중앙에 마음을 놓습니다. </li><li> 그 코 (산소 1 L / 분 2-3 %), isoflurane을 마취를 제공하는 콘에 달려도록 쥐를 정렬합니다. 쥐가 숨 허용자유롭게 전체 이미지를 만드는 절차를 통하여. </li><li> 항문 구멍에 온도계의 센서를 배치하고 테이프로 테이블에 고정합니다. </li><li> 체온은 38로 유지 ± 1 ° C 따뜻한 물 난방 시스템에 의해. 온난화 매트 코일 외부 확장 동물의 하단 부분 아래에 배치됩니다. 자세한 내용은 MRI 실험 장치 (그림 2)의 개략도를 참조하십시오. </li><li> ECG 전극을 연결 한 ECG 신호 이미징을 시작 안정적입니다. </li></ol> 2.2. 스캔 프로토콜 / 이미지 매개 변수 <ol><li> 본 연구에서는 70mm 내경 솔레노이드 코일 필립스 Ingenia 3.0T 임상 MRI 시스템은 [MR 시스템 요구 사항은 작은 구멍 (예 : 16cm) 또는 작은 동물 전용 대형 내경 (인간의 크기, 예를 들어 65cm)은 사용 된 코일, 500/min, 마취 가스에 대한 산소 공급 및 제거 시스템]을 심장 환율 ECG 게이팅 기능까지. </li><li> 보기의 MRI 필드의 중앙에 마음을 찾을 설문 조사로 시작합니다. </li><li> 위치가 정확하면, 짧은 축 이미지의 스택의 구조를 결정하는 두 개의 챔버와 네 챔버 시네 MRI보기를 계속합니다. </li><li> 두, 4 챔버 이미지 (PreSALLI)에 SALLI를 들어, 위치가 중앙 캐비티 짧은 축 조각. 4,000 밀리 취득 기간 및 4,000 밀리 초 휴식 기간의 조합은 z 축을 따라 자기의 충분한 회복을 허용하고 그라디언트의 과열을 방지합니다. 기능 분석을 활성화하려면 단계의 취득을 촉진하는 요인 2의 시간적 언더로, 최소 12으로 설정해야합니다. </li><li> 쥐를 이동하지 않고, 내재 카테터에 가돌리늄 기반 조영제를 주입. 5 분 정도 기다립니다. </li><li> 최소 7 조각 (슬라이스 두께 2.4 mm)로 구성된 multislice 짧은 축 스택으로 SALLI 계획을 시작합니다. 대부분의 말초 아래 마음과 T의 정점이되도록 조각의 위치를그는 최고 수준의 심장 밸브의 바로 원위부입니다. 짧은 축이 심장에 수직으로되어 있는지 확인하려고합니다. 거의 매 30 분 (세 SALLIs 정도) 조영제의 또 다른 복용량을 주입. </li><li> 이미지 수집이 완료되면 스캐너에서 쥐를 제거하고 마취에서 회복 할 수 있습니다. </li></ol> 3. 영상 재구성 영상 재구성은 전용 이미지 복원 도구를 사용하여 미리 정의 된 재건 매개 변수 또는 오프라인을 사용하거나 온라인으로 수행 할 수 있습니다 : 3.1. 온라인 재구성 <ol><li> 다양한 매개 변수 등을 정의 할 수 있습니다 : </li></ol><ul><li> 심장주기에서의 위치와 재건 윈도우의 폭 (예를 들어, 밀리 50 ~ 100에서 심박수 300/min에서 수축기 T1 맵을 달성하기 위해) : T1 매핑 </li><li> IR-준비 (LG 전자) 이미지 : 반전 시간의 위치와 폭 (TI) 이미지 창 수를 재구성 위스콘신 할 수가는 해당 창 (예를 들어, TI 100-300 밀리 초 5 이미지, TIS 100-150-200-250-300 밀리와 5 LG 전자의 이미지를 생성합니다.) </li></ul> 3.2. 오프라인 재구성 <ol><li> 영상 재구성을위한 전용 소프트웨어 패키지 (Gyrotools, 취리히, 스위스)를 사용하면,보다 인터랙티브 방식으로 세 세트 데이터 (시네 MR, 반전 복구 및 T1지도)를 추출합니다. </li><li> 해당 시네 이미지를 선택하여 T1에 대한 최종 수축기 또는 최종 심장 확장의 정의를 조정합니다. </li><li> 컬러 맵으로 T1 맵을 시각화. 관심 영역 위에 마우스를 전달하여 정확한 값을 찾을 수 있습니다. 이미지는 추가 분석 (사전 및 사후 대비 심근의 T1 값과 혈액 풀에서 ECV 예 : 계산) 12 다양한 이미지 형식으로 저장할 수 있습니다. </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>
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</ol>

모든 동물의 절차는 실험 동물의 관리 및 사용에 대한 지침에 따라 수행하고, 지역 동물 보호 당국에 의해 승인되었습니다. 관심 없음 충돌 선언하지 않습니다.

여기에서 우리는 작은 동물에서 멀티 모달 (시네 MR, 반전 복구 및 T1지도) MR 이미지를 생성하는 방법을 제시한다. 작은 동물 연구는 심혈관 질환의 연구에 점점 더 중요한 역할을하고, CMR은 우리가 심근의 기능, 구조 및 조직 구성을 연구 할 수 있도록하는 강력한 도구입니다. 그러나 작은 동물 CMR이 높은 심박수 작은 심장 크기 때문에 독특한 도전의 번호가 있습니다. 더 효율적인 방법을 포함 이미징 방법의 개선이 기술의 개발에 더 역할을 할 것이다. 동물의 셋업 초기는이 프로토콜의 중요한 부분입니다. 그것은 최적의 이미지의 생성을 허용 할뿐만 아니라, 종종 장기간 시험 (재건축을 포함한 완전한 프로토콜 약 2 시간 소요)에 걸쳐 안정적으로 유지하기 위해 동물을 허용하는뿐만 아니라 중요합니다. 이미지 ECG, 가난한 납 접점에서 간섭 게이트, 또는로ECG 케이블에서 형성된 루프에서, 시퀀스의 연장 스캔 시간 또는 실패로 이어질 수 있습니다. 높은 심박수 나 부정맥으로 ...

심근염은 급성 심장 마비, 갑작스런 죽음, 만성 확장 성 심근증 7의 주요 원인이다. CMR은 기능의 측정과 생체 조직 분석을위한 황금 표준 기술로 설립되었습니다. 새로운 이미징 기술과 영상의 개선은 심근염의 진단을 향상뿐만 아니라, 병태 생리 및 치료 표적 8-10 속도 식별의 연구를 도울 수 없습니다. 작은 동물 이미징은 심혈관 질환의 연구에 중요한 도구입니다. 같은 말 가돌리늄 향상 (LG 전자)와 같은 일상적 임상 CMR에 사용되는 기술은 쉽게 동물의 높은 심박수에 의한 작은 동물 CMR로 전송할 수 없습니다,하지만 이미 11와 같이 할 수 있습니다. 접근 방식은 멀티 모달 이미지 데이터를 생성하는 작은 동물 룩 로커 반전 회복 (SALLI)는 심장 기능과 형태를 모두 종합 평가 (그림 1을 허용하는 설정ND 3). 여기에 우리가 세부 사항, 절차 및 전형 SALLI 프로토콜과 작은 동물 이미징을위한 설정에 표시됩니다. 특히 우리는 T1 영상 데이터 세트의 재건 및 분석을 보여줍니다.

<table><tbody><tr><td>접착 테이프 (Silkafix)</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, Pre-Attached Lead Wire가 있는 신생아 모니터링 전극</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>저울 (Typ 440)</td><td>Kern</td><td>95088</td><td></td></tr><tr><td>피부 소독 (Softasept N)</td><td>B. Braun Petzold</td><td>360250</td><td></td></tr><tr><td>온도계 </td><td>LumaSense Technologies</td><td>Luxtron 812</td><td></td></tr></tbody></table>

작은 동물 룩 로커 반전 복구 (salli) 쥐의 mri를 사용하여 심장 기능 및 심근 형태학의 평가

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

작은 동물 자기 공명 영상은 심장 기능과 심근 조직의 변화를 연구하는 중요한 도구입니다. 작은 동물 (200-600 비트 / 분)의 높은 심박수는 이전 CMR 영상의 역할을 제한했다. 작은 동물 룩 로커 반전 회복 (SALLI)이 1 문제를 극복하기 위해 작은 동물을위한 T1 매핑 순서입니다. T1 맵은 조직 변경 및 조영제 속도론에 대한 정량적 인 정보를 제공합니다. 그런 간질 성 섬유증이나 부종 1-6로 확산 심근 프로세스를 탐지 할 수도 있습니다. 또한, 이미지 데이터의 단일 집합에서, 그것은 심장 기능 및 시네과 반전 복구 준비가 늦은 가돌리늄 증진 형 MR 영상 1 생성하여 흉터 심근를 검사 할 수 있습니다. 제시된 비디오 프로 시저 작은 동물 CMR 이미징을 수행하기 위해 단계별로 보여줍니다. 여기가 스프 - Dawl 건강에 관한 정보들로 안내되게됩니다어이 쥐은, 그러나 자연스럽게 서로 다른 심장 작은 동물 모델에 확장 할 수 있습니다.

여기에서 우리는 건강한 스프 돌리 쥐에서 결과를 보여줍니다. 우리가 전에 설명 잘 준비된 동물의 설치와 함께, 그것은 안정적인 ECG 신호를 얻을 수 있습니다. 인간의 심장 MRI 프로토콜과 유사하게, 우리는 마음을 찾을 수있는 설문 조사로 시작합니다. 코일 쥐의 위치가 정확한 경우에, 우리는 SALLI 스택의 형상을 감지하는 두 개의 챔버보기와 4 챔버보기를 계속합니다. SALLI 기술은 동시에 획득 한 이미지의 세 가지 유형을 생산하고 있습니다. 이들은 첫째, 로컬 및 글로벌 LV의 기능을 연구하는 데 사용할 수있는 시네 이미지입니다. CMR 소프트웨어 패키지의 도움으로 평가 될 LV 매개 변수 끝 수축기 및 이완기 끝 볼륨 구혈률, 질량이 (가) 있습니다. 이미지의 두 번째 유형은 정상 심근 최적의 소멸과 이미지를 선택할 수있는 다른 명목 TI 여러 IR 이미지입니다. 이 초점 심근 섬유화 / SC로 지역 최대의 품질을 보장​​합니다AR, LG 전자 이미징을위한 필요. ...

대비 향상된 심장 자기 공명 (CMR) 영상은 포괄적 허용<em&gt; 생체 내</em&gt; 심혈관 질환의 작은 동물 모델에서 심장의 평가. 여기에 우리가 세부 절차를 CMR 영상, 재건과 쥐의 작은 동물 잠금 로커 반전 복구 (SALLI)를 사용하여 분석을 수행 할 수 있습니다.

작은 동물 룩 로커 반전 복구 (SALLI) 쥐의 MRI를 사용하여 심장 기능 및 심근 형태학의 평가

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

이 실험 절차의 전반적인 목표는 쥐의 심장 기능과 형태를 종합적으로 평가하기 위한 다중 모달리티 자기공명영상 데이터 세트를 생성하는 것입니다. 이를 위해 먼저 쥐의 발바닥 패드에 전극을 부착합니다. 그다음, 동물을 MRI 장치 내에 위치시킵니다.그런 다음 스캔을 시작하며 다중 슬라이스, 짧은 액세스, 소동물 룩업을 수행합니다. Locker 반전 또는 Sally 회복 스택이 필요합니다. 마지막으로, 이미지를 온라인 또는 오프라인으로 재구성합니다.최종적으로, 심장 자기공명영상을 통해 소동물 모델에서 심장의 기능과 형태를 연구할 수 있는 결과를 얻을 수 있습니다. 이 방법은 심근염이나 경색과 같이 소동물의 심장 기능 및 형태 연구 분야의 핵심적인 질문들에 답하는 데 도움이 될 수 있습니다. 등록 양식.5% ISO fluorine가 채워진 유도 챔버에서 쥐를 마취시킨 후, 발가락 꼬집기 시험으로 진정 수준을 확인하고 체중을 측정합니다. 그 다음 노즈 콘을 장착하고 산소와 함께 2~3% ISO fluorine을 공급하여 나머지 절차 동안 마취 상태를 유지합니다. 따뜻한 물과 비누를 사용하여 쥐의 꼬리를 씻어 혈관이 더 잘 보이게 합니다.22에서 24 게이지 IV 카테터를 사용하여 꼬리 끝에서 약 3분의 1 지점에 있는 정맥 중 하나에 캐뉼라를 삽입합니다. 삽입에 실패한 경우, 더 근위부(proximal)에 캐뉼라를 삽입합니다. 헤마토크릿 분석을 위해 혈액 샘플을 채취하고, 피부 접착제와 테이프를 사용하여 IV 카테터를 고정합니다.다음으로, 알코올이나 비눗물을 사용하여 동물의 발바닥을 세척합니다. 그 후, 각 발바닥 중앙에 전극을 부착하고 접착 테이프로 고정하여 ECG 신호에 간섭을 일으킬 수 있는 루프 형성을 최소화합니다. 쥐의 체온을 38 ± 1 °C로 유지하기 위해 ECG 케이블을 서로 단단히 꼬아줍니다.먼저 워밍 매트를 영상 촬영 컨테이너에 놓습니다. 그런 다음 온도계 센서를 항문에 약 1~2cm 정도 삽입하십시오. 본 연구에 사용된 장비는 70mm 내경 솔레노이드 코일이 장착된 Phillips Engenia 3.0 T 임상 MRI 시스템입니다. 쥐의 심장이 코일 중심에 오도록 하여 쥐를 앙와위 또는 복와위 상태로 영상 촬영 컨테이너에 배치합니다.그런 다음 ECG 전극을 연결하고 영상 촬영을 시작하기 전 신호가 안정될 때까지 기다립니다. 먼저 서베이(survey) 촬영을 통해 MRI 시야(field of view) 중앙에 심장이 위치하도록 합니다. 위치가 정확해지면, 단축 영상 스택의 기하학적 구조를 결정하기 위해 2-챔버 및 4-챔버 Sydney MRI 뷰 촬영을 진행합니다. 2-챔버 및 4-챔버 영상에서 심실 중앙 단축 슬라이스(cavity short axis slice) 위치를 설정하고, Z축을 따라 자화(magnetization)가 충분히 회복되도록 하며 경사자장(gradient)의 과열을 방지하기 위해 4,000 millisecond 획득 시간과 4,000 millisecond 이완 시간을 조합하여 사용합니다.기능적 분석이 가능하도록 위상을 최소 12로 설정하고, 획득 속도를 높이기 위해 시간적 언더샘플링(temporal under sampling) 인자를 2로 설정합니다. 다음으로, 쥐를 움직이지 않은 상태에서 가돌리늄 기반 조영제를 유치 카테터에 주입합니다. 그런 다음 LV 공동 내의 혈액 풀 신호가 충분히 나타나도록 5분 동안 기다립니다.분석을 위해, 최소 7개의 슬라이스로 구성되고 두께가 2.4 millimeters인 단축(short axis) 스택으로 Sally를 설정하십시오. 가장 원위부 슬라이스는 심장 정점(apex) 아래에, 최상단 레벨은 심장 판막 바로 원위부에 위치하도록 슬라이스를 배치하여 단축(short axis)이 중격(septum)에 수직이 되도록 하십시오.약 3회 정도의 세포 주기 후 또는 30분 간격으로 조영제를 추가 투여합니다. 마지막으로 영상 획득이 완료되면 스캐너에서 실험 동물을 꺼내 마취에서 회복시킨 후 케이지로 돌려보냅니다. 영상의 오프라인 재구성을 수행하는 하우징 시설에서 데이터를 추출할 심장 주기를 선택합니다.예를 들어, T1 맵이 수축기 또는 이완기에 매핑된 경우, 해당 시네 영상을 선택하여 T1에 대한 수축기 말 또는 이완기 말의 정의를 조정하십시오. 관심 영역 위에 마우스를 올리면 정확한 수치를 제공하는 컬러 맵을 사용하여 T1을 시각화하십시오. 마지막으로, 추가 분석을 위해 영상을 다양한 이미지 형식으로 저장하십시오.본 동영상에서 시연하는 Sally 기법은 세 가지 유형의 영상을 동시에 생성합니다. 첫 번째는 국소 및 전체 LV 기능을 연구하는 데 사용할 수 있는 arsine 영상입니다. CMR 소프트웨어 패키지를 사용하여 평가하는 LV 파라미터에는 수축기 및 이완기말 용적, 구출률 및 질량이 포함됩니다. 서로 다른 공칭 TI를 가진 여러 장의 IR 영상이 획득되는 두 번째 데이터 세트이며, 여기에서 정상 심근의 최적 null을 가진 영상을 선택할 수 있습니다.이는 LGE 영상 촬영에 필요한 국소 심근 섬유화 또는 흉터 부위의 최대 조영 증강을 보장합니다. 셋째, 여기에서 보여주는 것과 같이 T1 맵을 생성하며, gadopentetate dimeglumine 투여 전의 건강한 심근에서는 균질한 이완 시간이 나타나야 합니다. 심근의 T1은 LV 강 내 혈액보다 짧으며, 조영제 투여 후 첫 몇 분 동안은 혈액의 T1이 심근보다 더 짧아집니다. 제시된 건강한 동물의 데이터는 심근 전체에서 균질한 T1 거동을 보여주지만, 심근경색과 같은 심근 손상이 있는 경우에는 해당 영역에서 T1이 단축됩니다. T1 맵은 심장 주기 중 어느 단계에서든 재구성할 수 있습니다.이 그림에서 상단 패널은 180도 단극성 반전 펄스 이후의 펄스 시퀀스 도식을 보여줍니다. 원의 색상 섹터로 표시된 첫 번째 방사형 세그먼트의 이미지 데이터는, 서로 다른 크기의 원으로 표시된 연속적인 심장 주기 단계와 서로 다른 원 색상으로 묘사된 심장 주기에 대해 미리 정의된 기간 동안 지속적으로 샘플링됩니다. 자화가 시상수 T1으로 회복되는 동안 시간 분해능이 결정됩니다.예를 들어, 심장 주기 단계의 수는 이론적으로 미리 정의된 rd 이후의 최소 반복 시간에 의해 제한되며, 이 시간 동안 자화는 판독 유도 섭동 없이 시상수 T one을 통해 회복됩니다. 이 과정은 다음 방사형 세그먼트에 대해 반복해서 수행됩니다. T one 맵 재구성의 첫 번째 단계에서는 RRR 간격 내의 미리 정의된 시간 창 동안 획득한 모든 가용 이미지 데이터로부터 AD에 포함된 심장 주기 수에 해당하는 로우 이미지를 재구성합니다.예를 들어, 수축기 동안의 두 번째 단계로서 픽셀 단위의 비선형 곡선 피팅이 수행되며, 그 결과로 얻은 T one star 값은 자화 회복 곡선의 판독 유도 편차를 보정하여, 반전 후 미리 정의된 구간(예: 100 ~ 300 milliseconds)에 대한 원본 이미지로부터 T one 맵을 생성합니다. 25 milliseconds와 같이 미리 정의된 반전 시간 단계로 구성된 IR 준비 이미지 세트가 해당 구간 내에서 사용 가능한 모든 이미지 데이터로부터 재구성됩니다. 여기서 보여주는 바와 같이, 시야 내의 모든 종자화가 최소 90% 이상 회복된 시점 이후의 모든 사용 가능 이미지 데이터로부터 미리 정의된 횟수의 심장 주기 단계에 대한 시네 이미지가 재구성됩니다. 이 기술에 숙달되면 동물 준비, 스캔 및 이미지 구축을 포함하여 약 2시간 이내에 수행할 수 있습니다. 단, 적절하게 수행되었을 경우에 한합니다.

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