2013년 12월 19일
쥐 심장의 MRI 및 PET 이미징을 수행하는 방법을 설명합니다. 이 프로토콜은 심근경색 및 심부전 모델에서 치료 효능을 평가하기 위해 맞춤화되었습니다.
이 절차의 전반적인 목표는 PET와 MRI를 사용하여 생체 내 심근 경색에 대한 새로운 치료 전략의 효능을 평가하는 것입니다. 이것은 먼저 동물에 대한 MRI 검사를 수행하여 수행됩니다. 다음으로, 동물이 있는 이미징 베드를 PET 스캐너로 옮깁니다.
그런 다음 마우스는 PET 이미징을 받습니다. 마지막으로 MRI 및 PET 스캔의 오프라인 데이터 분석이 수행됩니다. 궁극적으로 MRI 및 PET 영상을 통해 여러 수준에서 추정 치료에 대한 심장의 반응을 보여주는 결과를 얻을 수 있습니다.
exvivo 방법에 비해 이 기술의 주요 장점은 종방향 설계가 가능하고 환자에게 이식할 준비가 되어 있다는 것입니다. 또한 민감도와 특이도가 높기 때문에 이 방법은 동물 연구의 정제를 줄이는 데 크게 기여할 수 있습니다. 경색을 유도하기 위한 외과적 개입으로 동물을 준비시키고 마취하고 약물 전달을 위해 설정한 후, 텍스트 프로토콜에 따라 마우스를 MRI 침대에 눕히고 분당 1리터의 산소로 1-2%의 이소플루란을 전달한다.
마취를 유지하려면 동물의 호흡 속도를 분당 20회에서 70회 사이로 유지하십시오. MRI 코일을 마우스 심장 위치 중앙에 놓습니다. 그런 다음 호흡기 베개 센서를 다이어프램 약간 아래에 배치하여 호흡을 모니터링하고 사전 윤활 처리된 커버 슬립이 있는 직장 온도계를 삽입하여 심부 온도를 모니터링합니다.
스캔하는 동안 온도가 일정하게 유지되는지 확인하십시오. ECG 모니터링을 위해 각 앞발과 왼쪽 뒷발에 전극을 놓고 발바닥이 완전히 열려 있는지 확인합니다. ECG 케이블을 함께 꼬아서 MRI 공진 주파수에서 ECG 신호를 심각하게 손상시킬 수 있는 공진 회로를 형성하지 않도록 합니다.
펄스 시퀀스를 실행할 때 테이프를 사용하여 전극이 베드에 단단히 부착되었는지 확인하십시오. 다음으로 마우스 위에 물로 가열된 담요를 놓습니다. 체온을 유지하기 위해 모니터링 및 코일 리드를 캡슐화합니다.
그런 다음 앞쪽 발 라인을 랜드 마크로 사용하여 침대의 레이저를 심장 위치에 정렬하고 자동 침대를 사용하여 자석 ISO 중앙에 배치합니다. ECG에서 R파를 감지하도록 모니터링 장비를 설정합니다. MRI 이미징을 수행하기 위한 신뢰할 수 있는 트리거링이 있도록 각 마우스와 이미징 세션 내에서 임계값을 조정합니다.
파일럿 이미지를 획득하는 것으로 시작합니다. 다중 평면 파일럿 이미지를 계획합니다. 이미지에서 심장을 유동 아티팩트로 가장 쉽게 식별할 수 있습니다.
다음으로, 방향당 5개의 슬라이스와 3cm 시야 또는 ECG 게이팅이 켜진 FOV를 가진 빠른 그래디언트 에코를 획득합니다. 그런 다음 스캔이 실행되는 동안 애완 동물 공동 등록을 위해 심장 중앙에 있지 않은 3D 스캔을 실행합니다. 정점과 삼첨판 및 승모판막을 절단하여 4개의 챔버를 모두 보여주는 4개의 챔버 보기 스캔을 계획합니다.
그런 다음 두 개의 챔버 뷰를 계획합니다. 그러면 정점과 좌심방과 심실을 보여주는 삼첨판막이 두 개의 장축 뷰의 형상을 교차 확인합니다. 절편 계획이 차선책인 경우, 전체 심장 계획을 포함하는 스캔을 반복합니다.
4개의 챔버 뷰와 2개의 챔버 뷰 모두에 직교하는 짧은 축 슬라이스 스택. 혈액 풀이 없는 첫 번째 정점 절편부터 RV 절편이 없는 첫 번째 기저 절편까지 간격 없이 동일한 간격으로 배치해야 합니다. 후기 가돌리늄 향상을 수행하려면 MRI 영상의 경우 게이팅이 다른 모든 심장 박동을 획득하기 위한 빈 시간을 늘립니다.
주입 직전 ECG의 이완기 말기에서 획득을 수행할 수 있는 지연 시간을 적용합니다. LGE 시퀀스의 저해상도 버전을 수행하여 게이팅이 올바르고 플로우 아티팩트가 없는지 확인합니다. 그런 다음 천천히 꾸준히 Gato Vista 용액을 15 초에 걸쳐 주입합니다.
최상의 대비를 얻으려면 주사 후 15분 이내에 LGE 이미징을 시작하십시오. 그런 다음 애완 동물 이미징을 위해 MRI 침대를 PET 스캐너로 옮기고 수신기는 제자리에 두고 애완 동물 침대 지지대에 단단히 고정합니다. 마취제와 모니터링 장비를 연결합니다.
애완 동물 필드의 중앙에 하트를 배치합니다 view 축 방향으로만 침대를 움직입니다. 게르마늄 소스로 단일 패스 전송 스캔을 획득합니다. 다음으로, 주사기를 사용하여 용기에서 방사성으로 표지된 플루오로 데옥시 포도당 또는 FDG의 10-30메가 보어를 추출합니다.
우물 계수기를 사용하여 활동을 측정하십시오. 방출 스캔 세트를 시작하여 45분 동안 목록 모드 게이트 PET를 획득합니다. 동시에 총 50-100마이크로리터의 용량으로 15초에 걸쳐 천천히 그리고 꾸준히 추적자를 주입합니다.
그런 다음 충분한 식염수를 사용하여 라인을 세척하여 방사성 추적자 전체를 전달합니다. 잔류 활성을 측정하려면 주사기를 웰 카운터에 다시 놓고 MRI를 수행합니다. 세분화. 먼저 세그먼트 버전 1.9에서 cine MRI 이미지를 로드하고 세분화를 위한 자동 도구를 실행합니다.
심실 내부의 한 지점에서 시작합니다. 자동 도구는 가장 일치하는 것을 찾을 때까지 예상 심실 벽을 팽창시킵니다. 좌심실 또는 LV와 우심실 또는 RV를 각각 최대 및 최소 전역 LV 부피를 가진 프레임으로 정의된 n 수축기 또는 ES 및 n 이완기 또는 ED에서 수동으로 설명합니다.
LV 질량 계산을 위해 ES 및 ED에서 심외막을 수동으로 묘사합니다. 여기에서 볼 수 있듯이 심장 근육은 압축할 수 없으므로 좌심실 종괴는 심실 기저부에서 ES와 ED에서 일정해야 합니다. 직선을 사용하여 심실과 심실을 구별합니다.
장축 뷰의 도움으로 슬라이스의 각도를 식별합니다. 장축 보기에서 분할을 교차 확인합니다. LGE 이미지에서 흉터 영역을 묘사하여 반려동물 분석 및 MRI 데이터와의 공동 정합을 시작합니다.
3D 필터링된 백 프로젝션 알고리즘을 사용하여 애완 동물 이미지를 재구성하고 데이터를 멋진 형식으로 내보냅니다. 표준 흡수 값을 표시합니다. SPM 마우스 벌크 공동 정합 도구를 사용하여 평균 애완 동물 이미지를 3D MRI에 등록합니다.
MRI 사용의 장점 중 하나는 세로 디자인을 사용하여 질병을 단계화할 수 있다는 것입니다. 이는 새로운 화합물을 평가할 때 특히 중요한데, 이 예에서 보여준 바와 같이 효과의 시간 경과를 알 수 없을 수도 있기 때문입니다. 동물의 질병 진행으로 인한 심장 용적의 변화는 정확한 절편을 볼 수 있습니다.
기하학은 심장 MRI 실험의 성공에 매우 중요합니다. 이 그림은 다양한 MRI 스캔에 대한 대표적인 슬라이스 계획과 결과 형상을 보여줍니다. 이 그림에서 두 개의 MRI 단축 슬라이스의 분할을 볼 수 있습니다.
우리의 cine MRI 절차는 좌심실 질량의 경우 4%, EDV의 경우 3%, ESV의 경우 5%, SV의 경우 2%, EF의 경우 2%, 경색 크기의 경우 4%의 정밀도를 달성했습니다. PET는 몸 전체에 걸쳐 특정 추적자의 결합을 측정하는 데 사용할 수 있습니다. 이 그림은 FDG PET 최대 강도 투영 이미지를 보여줍니다.
마취된 동물에서 예상한 바와 같이, 가장 큰 흡수는 심장과 뇌에서 발견된다 다음은 공동 등록의 예이다. L-G-E-M-R-I 및 FDG PET 스캔. 생존 불가능한 조직을 나타내는 MRI의 향상된 영역은 PET 스캔에서 FDG 흡수가 감소한 영역과 일치합니다.
이 기술을 마스터하면 90분 이내에 완료할 수 있습니다. 제대로 수행된다면 이번에는 동시 PET MRI 시스템을 사용하는 것을 더 줄일 수 있습니다. 45분.
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이 기사는 MRI 및 PET 이미징을 사용하여 심근 경색 및 심부전 마우스 모델에서 치료 효과를 평가하는 프로토콜을 설명합니다. 이 절차는 치료 대한 심장 반응을 평가하기 위해 순차적 이미징을 포함합니다.
Integrating MRI and PET imaging in mouse models of myocardial infarction enables high-resolution, quantitative assessment of cardiac structure, function, and metabolic activity in vivo. This dual-modality approach supports predictive confidence in evaluating candidate therapies and informs early-stage portfolio decisions by providing translationally relevant endpoints. The workflow enhances mechanistic de-risking and accelerates the transition from discovery to preclinical validation in cardiovascular drug development.
This imaging protocol bridges early discovery, lead identification, and preclinical validation by providing a unified platform for hypothesis testing and efficacy assessment in cardiovascular research.