Obrazowanie metodą rezonansu magnetycznego z kontrastem fazowym w celu oceny przepływu krwi w tętnicach szczura

Streszczenie

Źródło: Chiu, S. i in. Obrazowanie rezonansu magnetycznego z kontrastem fazowym w tętnicy szyjnej wspólnej szczura. J. Vis. Exp. (2018).

Ten film przedstawia obrazowanie metodą rezonansu magnetycznego z kontrastem fazowym (PC-MRI) w celu pomiaru przepływu krwi w tętnicy szyjnej wspólnej szczura. Po zabezpieczeniu znieczulonego szczura na łóżku MRI i zapewnieniu stabilnych parametrów fizjologicznych, tętnica szyjna wspólna jest skanowana w celu uzyskania obrazów w określonych odstępach czasu. Przepływ krwi jest następnie obliczany na podstawie tych obrazów w celu oceny zmian w całym cyklu pracy serca.

Protokół

Wszystkie procedury z udziałem modeli zwierzęcych zostały zweryfikowane przez lokalną instytucjonalną komisję ds. opieki nad zwierzętami oraz weterynaryjną komisję rewizyjną JoVE.

1. Przygotowanie i monitorowanie zwierząt

1. Pozostaw wszystkie przedmioty podatne na działanie magnesu, takie jak portfele, klucze, karty kredytowe, itp. poza pomieszczeniem skanera przed rozpoczęciem przygotowania zwierząt do skanowania MRI.
2. Początkowo znieczulić szczura (2-miesięcznego samca szczura Sprague-Dawley (SD), 280–350 g) w pudełku indukcyjnym, stosując mieszaninę 5% izofluranu (ISO) i tlenu (2 l/min) przez 3–5 minut, w razie potrzeby.
3. Gdy zwierzę znajduje się w pozycji leżącej i nie reaguje na uszczypnięcie ogona lub palca u nogi, należy przerwać podawanie ISO i przenieść zwierzę do pomieszczenia skanowania.
4. Umieść szczura w łóżku MRI w pozycji leżącej głową do przodu i dostarcz 2-3% ISO przez stożek nosowy w celu utrzymania znieczulenia.
5. Monitoruj oddychanie, umieszczając czujnik poduszki oddechowej pod tułowiem zwierzęcia.
6. Podłącz czujnik do układu oddechowego i sprawdź, czy częstość oddechów wynosi 40-50 uderzeń na minutę (bpm).
7. W celu akwizycji PC-MRI z bramką kinową umieść po jednej elektrodzie odpowiednio na prawej przedniej łapie i lewej tylnej łapie (Rysunek 1a).
8. Skręć ze sobą kable elektrokardiografii (EKG).
9. Użyj uchwytu na głowę z nausznikami i prętem do gryzienia, aby zabezpieczyć zwierzę w celu ograniczenia ruchów głowy.
10. Użyj systemu ogrzewania ciepłym powietrzem lub gazików, aby utrzymać temperaturę ciała w magnesie.
11. Upewnij się, że załamek R jest wyraźny na monitorze EKG (Rysunek 1b) i umieść zwierzę w skanerze. Nie ma potrzeby umieszczania cewki powierzchniowej na górnej części szyi zwierzęcia, ponieważ obrazy są rejestrowane przez cewkę głośności.

2. Akwizycja MRI

1. Użyj 2-3% ISO, aby utrzymać znieczulenie podczas całej procedury obrazowania. Stale monitoruj reakcje fizjologiczne i utrzymuj je tak stałe, jak to możliwe.
2. Skanowanie MRI należy rozpocząć po umieszczeniu zwierzęcia w skanerze i jego stabilizacji fizjologicznej będzie nadal stabilne. W tym badaniu należy użyć systemu MRI dla małych zwierząt o natężeniu gradientu 7 T i natężeniu gradientu 630 mT/m, ale można zastosować inne natężenia pola systemów MRI dla małych zwierząt.
3. Wybierz sekwencję "Localizer" z monitora konsoli skanera MRI i uzyskaj obrazy zwiadowcze we wszystkich trzech orientacjach za pomocą dowolnej szybkiej sekwencji akwizycji obrazu, e.g., szybkiego echa spinowego, aby utworzyć obrazy koronalne, osiowe i strzałkowe. Celem tych obrazów zwiadowczych jest określenie płaszczyzn obrazowania.
4. Upewnij się, że środek głowy i szyi zwierzęcia znajduje się w środku magnesu. W razie potrzeby dostosuj pozycję zwierzęcia, aż zostanie osiągnięta właściwa pozycja. Jeśli zwierzę zostanie przesunięte, powtórz skanowanie, aby uzyskać obrazy zwiadowcze.
5. Wybierz "Angiogram czasu przelotu (TOF)" sekwencję z monitora konsoli skanera MRI i najpierw uzyskaj angiogram 2D TOF, aby ustalić dokładną anatomiczną lokalizację tętnicy szyjnej wspólnej (CCA). Użyj następujących parametrów skanowania: czas powtarzania (TR)/ czas echa (TE)=22/4,87 ms, kąt odwrócenia = 90°, pole widzenia (FOV) = 40 × 40 mm², rozmiar matrycy = 256 × 256, grubość warstwy 0,6 mm, przy liczbie wzbudzenia (NEX) = 1.
   UWAGA: Nazwa sekwencji TOF może być specyficzna dla sprzedawcy. Użytkownik może wprowadzić te parametry w monitorze konsoli.
6. Upewnij się, że pasmo nasycenia jest "włączone" i umieszczone na górze, aby uniknąć zakłóceń spowodowanych sygnałami żylnymi.
   UWAGA: Dla pasma nasycenia, zwykle jest ono dostarczane z sekwencją TOF. Jeśli pasmo nasycenia nie pojawia się na monitorze, powiadom o tym serwisanta.
7. Po zlokalizowaniu CCA za pomocą angiogramu TOF, skieruj płaszczyznę obrazu PC-MRI na środek CCA i ustaw tak, aby plasterek był prostopadły do kierunku przepływu krwi (Rysunek 2a).
8. Upewnij się, że zarówno oddychanie, jak i bramkowanie EKG są podłączone do systemu MRI, pokazując wyraźny sygnał na komputerze monitorującym (Rysunek 1b), a następnie ustaw moduł wyzwalający na "włączony" w "Trybie wyzwalania" na monitorze konsoli skanera MRI.
9. Upewnij się, że reakcje fizjologiczne zwierzęcia są stabilne przed rozpoczęciem skanowania PC-MRI z komputera monitorującego (Rysunek 1b). Sprawdź, czy opcje bramkowania są "włączone" zarówno w komputerze monitorującym, jak i na monitorze konsoli skanera MRI.
   UWAGA: System monitorowania fizjologii zastosowany w tym badaniu jest dostarczany przez sprzedawcę. W przypadku większości skanerów zwierząt dostępne są podobne systemy monitorowania fizjologii i są one specyficzne dla sprzedawcy.
10. Wybierz sekwencję sekwencji PC-MRI z monitora konsoli skanera MRI i wykonaj bramkowane skany PC-MRI przy użyciu następujących parametrów: TR/TE=15,55/4,51 ms (minimum TR i TE), kąt odwrócenia=30°, FOV = 40 × 40 mm², rozmiar matrycy = 192 × 192, grubość warstwy = 2 mm, kodowanie prędkości (VENC) = 120 cm/s, z NEX=8. Jednokierunkowy VENC jest uzyskiwany w kierunku płaszczyzny przelotowej.
    UWAGA: Czas skanowania wynosi około 8,5 minuty, ale rzeczywisty czas skanowania może być nieco inny u zwierząt ze względu na różnice w cyklach pracy serca.
11. Powtórz kroki 2.6–2.9 akwizycji obrazu, jeśli obszar zainteresowania (ROI) ma zostać zmieniony na inne miejsce w CCA, na przykład w rozwidleniu.
12. Wyjmij zwierzę ze skanera i umieść je z powrotem w klatce odzyskiwania po zakończeniu skanowania.
13. Ogrzej zwierzę lampą grzewczą, aby utrzymać temperaturę ciała. Trzymaj lampę w odległości co najmniej 15 cm od zwierzęcia, aby zapobiec przegrzaniu.
14. Gdy zwierzę zacznie się poruszać i zareaguje na uszczypnięcie ogona lub palca, wyłącz lampę grzewczą.

Wyniki

Rysunek 1: Monitorowanie zwierząt. (a) Elektrody EKG umieszcza się na prawej łapie przedniej i lewej łapie tylnej, a czujnik poduszki oddechowej umieszcza się pod tułowiem zwierzęcia. (b) Sygnały EKG i oddechowe są wyraźnie widoczne na monitorze.

Materiały

Lista materiałów użytych w tym artykule

Nazwa	Firma	Numer katalogowy	Komentarze
7T	Bruker
Isoflurane	Baxter	1001936040	znieczulenie
Przewód EKG	3M	2269T
System monitorowania i bramkowania	SA instruments, Inc	Model 1030