Ilościowy rezonans magnetyczny przepuszczalności śródbłonka i (dys)funkcji w miażdżycy

Summary

Opracowaliśmy dokładną, nieinwazyjną i łatwą w użyciu metodę ilościowego określania przepuszczalności śródbłonka i dysfunkcji tętnic za pomocą rezonansu magnetycznego (MRI), o nazwie qMETRIC. Technika ta umożliwia ocenę uszkodzeń naczyń krwionośnych i ryzyka sercowo-naczyniowego związanego z miażdżycą w modelach przedklinicznych i u ludzi.

Abstract

Choroby układu krążenia są główną przyczyną zgonów na całym świecie. Przepuszczalny/nieszczelny i dysfunkcyjny śródbłonek jest uważany za najwcześniejszy marker uszkodzenia naczyń krwionośnych i uważa się, że napędza miażdżycę. Metoda identyfikacji tych zmian in vivo byłaby pożądana w klinice. Narzędzia oparte na obrazowaniu metodą rezonansu magnetycznego (MRI) i inne technologie umożliwiły dogłębne zrozumienie roli śródbłonka w chorobach sercowo-naczyniowych i ryzyku in vivo. Istnieje jednak zapotrzebowanie na powtarzalne i proste podejścia do ekstrakcji wymiernych danych odzwierciedlających uszkodzenia śródbłonka z pojedynczego badania obrazowego. Opracowano nieinwazyjny, łatwy do wdrożenia i ilościowy przepływ pracy MRI w celu pozyskiwania i analizowania obrazów, które umożliwiają ilościowe określenie dwóch biomarkerów obrazowania uszkodzenia śródbłonka tętnic (nieszczelność/przepuszczalność i dysfunkcja). W tym miejscu protokół opisuje zastosowanie tej metody w tętnicy ramienno-głowowej myszy miażdżycowych ApoE^-/- za pomocą klinicznego skanera MRI. Po pierwsze, opisano protokoły mapowania T1 późnego wzmocnienia gadolinu (LGE) i zmodyfikowanego odzyskiwania odwrócenia look-locker (MOLLI) w celu ilościowego określenia przecieku śródbłonka za pomocą sondy wiążącej albuminę. Po drugie, opisano anatomiczne i ilościowe sekwencje przepływu krwi w celu pomiaru dysfunkcji śródbłonka w odpowiedzi na acetylocholinę. Co ważne, opisana tutaj metoda pozwala na pozyskiwanie obrazów 3D o wysokiej rozdzielczości przestrzennej i dużym pokryciu objętościowym, umożliwiając dokładną segmentację struktur ścian naczyń w celu poprawy zmienności między i wewnątrz obserwatorów oraz zwiększenia wiarygodności i odtwarzalności. Dodatkowo dostarcza danych ilościowych bez konieczności stosowania wysokiej rozdzielczości czasowej na potrzeby złożonego modelowania kinetycznego, dzięki czemu jest niezależny od modelu, a nawet pozwala na obrazowanie wysoce ruchomych naczyń (tętnic wieńcowych). W związku z tym podejście to upraszcza i przyspiesza analizę danych. Wreszcie, metoda ta może być zastosowana na różnych skanerach, może być rozszerzona o obrazowanie różnych łożysk tętniczych i ma kliniczne zastosowanie do stosowania u ludzi. Metoda ta może być stosowana do diagnozowania i leczenia pacjentów z miażdżycą poprzez przyjęcie podejścia medycyny precyzyjnej.

Introduction

Choroby układu krążenia (CVD) pozostają główną przyczyną śmiertelności i zachorowalności na całym świecie, odpowiadając za prawie jedną trzecią zgonów¹, oraz przyczyną długotrwałych niepełnosprawności, które powodują wysokie koszty finansowe dla systemów opieki zdrowotnej¹. Wśród chorób układu krążenia choroba niedokrwienna serca i udar mózgu są spowodowane przede wszystkim przez blaszki miażdżycowe. Miażdżyca jest chorobą wieloczynnikową; Jednak częstą cechą charakterystyczną jest wczesne uszkodzenie komórek śródbłonka naczyń krwionośnych, które prowadzi do powstania, progresji i ewentualnych powikłań miażdżycy. Nienaruszony śródbłonek naczyniowy ma podstawowe właściwości naczyniowo-ochronne². Śródbłonek reguluje przepuszczalność naczyń krwionośnych poprzez kontrolowanie translokacji komórek i cząsteczek między krążeniem ogólnoustrojowym a ścianą naczynia; kontroluje napięcie naczyniowe poprzez równoważenie produkcji leków rozszerzających naczynia krwionośne (np. tlenku azotu, prostacykliny) i zwężających naczynia krwionośne (np. endotelina-1, angiotensyna II); a także ma właściwości przeciwzakrzepowe. Jednak zarówno funkcja, jak i przepuszczalność komórek śródbłonka mogą ulec pogorszeniu w obecności czynników ryzyka sercowo-naczyniowego (np. Palenie tytoniu, wysoki poziom cholesterolu, cukrzyca, ogólnoustrojowe stany zapalne, stres oksydacyjny) oraz przez wzorce hemodynamiczne przepływu krwi. Dysfunkcyjny śródbłonek zmniejszył rozszerzenie naczyń krwionośnych w odpowiedzi na stresory, co w konsekwencji zwiększa sztywność tętnic. Ponadto przepuszczalny/nieszczelny śródbłonek poszerzył ciasne połączenia szczelinowe między sąsiednimi komórkami^3,4,5,6,7. Taka zmiana zachodzi zarówno na śródbłonku światła, jak i na nowo powstałych mikronaczyniach płytki nazębnej, które wydają się kruche, nieszczelne i dysmorficzne⁸. Przepuszczalne komórki śródbłonka działają jako punkty wejścia dla cząsteczek i komórek przenoszonych przez osocze, zwiększając ryzyko chorób sercowo-naczyniowych.

Opierając się na tej wiedzy, w ciągu ostatnich 15 lat, przepuszczalność i funkcja śródbłonka stała się obiecującym celem obrazowania i terapii dla lepszego diagnozowania osób zagrożonych chorobami sercowo-naczyniowymi i oceny efektów znanych lub nowych leków. Jednak bezpośrednie i ilościowe obrazowanie funkcji śródbłonka jest ograniczone^9,10,11,12. Obecnie znaczna część interpretacji funkcji śródbłonka in vivo opiera się na badaniach rozszerzenia zależnego od śródbłonka (FMD) w naczyniach obwodowych, których funkcja nieznacznie koreluje z obciążeniem miażdżycą w łożyskach naczyniowych, które powodują zdarzenia kliniczne^13,14,15. Tylko ograniczona liczba badań obrazowych wykazała bezpośredni związek między dysfunkcją śródbłonka a obciążeniem miażdżycą in vivo^9,10,11,12. Z drugiej strony, bardziej dostępne podejścia oparte na rezonansie magnetycznym umożliwiły obrazowanie przepuszczalności śródbłonka na szerszą skalę. Wykorzystanie procentowego wzmocnienia sygnału ściany naczynia po podaniu środków gadolinu MRI zapewniło półilościowy pomiar przepuszczalności śródbłonka^16,17. Później rozwój dynamicznych protokołów ze wzmocnieniem kontrastowym (DCE) pozwolił na lepszy i bardziej ilościowy pomiar przepuszczalności śródbłonka naczyń krwionośnych. Parametry ilościowe, takie jak współczynnik wynaczynienia kontrastowego (K^trans) i objętość mikronaczyniowa (Vρ) uzyskane z modelowania kinetycznego lub obszar pod krzywą (AUC), nachylenie w górę, czas do osiągnięcia szczytu i stężenie piku uzyskane metodami niemodelowanymi, korelowały nie tylko z przepuszczalnością śródbłonka, ale także z unaczynieniem płytki nazębnej^18,19,20. Jednak zastosowanie DCE naczyniowego pozostaje wyzwaniem pomimo znacznego postępu technicznego, ponieważ: (i) wymaga zarówno wysokiej rozdzielczości przestrzennej (0,5-0,7 mm²), jak i czasowej²¹ w celu dokładnego wytyczenia ściany naczynia. Pobieranie próbek stężenia środka kontrastowego we krwi w celu obliczenia funkcji wejściowej tętnicy również wymaga modelowania kinetycznego, co prowadzi do kompromisu między ograniczeniem pokrycia anatomicznego^22,23 w celu uzyskania rozdzielczości czasowej lub odwrotnie^24,25; (ii) analiza danych może wymagać złożonego modelowania farmakokinetycznego (np. Patlak vs. Tofts); (iii) zapewnia ograniczoną jakość obrazu, słabą odtwarzalność skanowania i ponownego skanowania oraz średnią zmienność między obserwatorami i wewnątrz obserwatorów^26,27. W związku z tym nadal istnieje zapotrzebowanie na powtarzalne i proste podejścia do pozyskiwania bezpośrednich i wymiernych danych na temat przepuszczalności i (dys)funkcji śródbłonka z pojedynczych badań obrazowych, które mogłyby mieć lepszą użyteczność kliniczną.

Tutaj opracowaliśmy nieinwazyjny, łatwy do wdrożenia i ilościowy rezonans magnetyczny do pozyskiwania i analizowania obrazów, który umożliwia bezpośrednią kwantyfikację dwóch markerów uszkodzenia śródbłonka tętnic (nieszczelność/przepuszczalność i dysfunkcja) przy użyciu przedklinicznych modeli miażdżycy w jednym skanie. Metoda ta nosi nazwę Quantitative MRI of EndoThelial peRmeabIlity and dysfunkcjaCcji (qMETRIC). Polega na nabyciu protokołów mapowania T1 późnego wzmocnienia gadolinu (LGE) i zmodyfikowanego odzyskiwania odwrócenia look-locker (MOLLI) w celu ilościowego określenia przecieku śródbłonka, po podaniu wewnątrznaczyniowej sondy wiążącej albuminę; oraz pozyskiwanie anatomicznych i ilościowych sekwencji przepływu krwi w celu pomiaru dysfunkcji śródbłonka w odpowiedzi na bolus acetylocholinowy. Wykazaliśmy, że qMETRIC dokładnie wykrywa: nasilenie miażdżycy i ryzyko powikłań; odpowiedzi na leczenie; i może być dostosowany do stosowania u pacjentów^5,6,7. Co ważne, opisana tutaj metoda pozwala na pozyskiwanie obrazów o wysokiej rozdzielczości przestrzennej, aby umożliwić dokładną segmentację ściany naczynia w celu zminimalizowania odchyleń między obserwatorami i wewnątrz obserwatorów oraz zwiększenia wiarygodności i odtwarzalności przy dużym pokryciu anatomicznym. Wreszcie, metoda ta może być dostosowana do użytku na różnych skanerach i może być rozszerzona o obrazowanie różnych łożysk tętniczych (nawet tętnic wieńcowych²⁸). Prosty przebieg pracy sprawia, że to podejście jest bardziej dostępne dla społeczności zajmującej się obrazowaniem układu sercowo-naczyniowego.

Protocol

Wszystkie elementy tego badania zostały przeprowadzone zgodnie z brytyjską ustawą o zwierzętach (procedury naukowe) z 1986 roku i za zgodą King's College London Ethical Review Panel.

Eksperymentalny przepływ pracy jest podsumowany w Rysunek 1.

1. Przygotowanie zwierząt

1. Wywołaj miażdżycę, karmiąc myszy ApoE^-/- dietą wysokotłuszczową zawierającą 21% tłuszczu ze smalcu i 0,15% (wag./wag.) cholesterolu średnio przez okres do 12 tygodni.
2. Do strzykawki insulinowej z igłą 29 G należy napełnić odpowiednią ilość środka kontrastowego (gadofosveset trisordium), aby uzyskać dawkę 0,03 mmol/kg. Utrzymuj objętość iniekcji w zakresie 50-150 μl.
3. Umieść klatkę na poduszce grzewczej ustawionej na 37 °C, aby wstępnie ogrzać zwierzę i utrzymać temperaturę ciała.
4. Wywołaj znieczulenie, umieszczając mysz w pudełku indukcyjnym wyłożonym tkankami chłonnymi. Ustawić przepływomierz na 3%-5% izofluranu przy 1 l/min_O2 przez około 3-5 minut.
   UWAGA: Upewnij się, że głębokość znieczulenia jest prawidłowa, identyfikując spowolnienie oddechu, które powinno zmniejszyć się do mniej niż 70 oddechów na minutę (bpm).
5. Potwierdź znieczulenie metodą szczypania palców u nóg (tj. utrata odruchu odstawienia do szczypania palca). Przenieś zwierzę do uchwytu i włóż jego nos do stożka nosowego. Umieść uchwyt na poduszce grzewczej, aby utrzymać temperaturę ciała zwierząt.
6. Utrzymuj znieczulenie, dostarczane przez nos, ustawiając przepływ powietrza znieczulającego w uchwytu na 1%-2% izofluranu przy 1 l/min_O2.
7. Nałóż maść weterynaryjną na oczy zwierzęcia, aby zapobiec wysuszeniu podczas znieczulenia.
8. Połóż zwierzę na brzuchu lub na boku i wyczyść ogon wacikiem nasączonym alkoholem. Zlokalizuj jedną z dwóch żył ogonowych. W razie potrzeby rozgrzej ogon lampą UV, aby żyły ogonowe były bardziej widoczne.
9. Wprowadzić igłę insuliny 29 G równolegle do żyły, skosem igły skierowanym do góry. Delikatnie wstrzyknąć objętość ampułkostrzykawki zawierającej gadofosveset trisodium. Upewnij się, że po wyjęciu igły nie ma krwawienia w miejscu wstrzyknięcia.
10. Poczekaj 30 sekund, aż gadofosveset zacznie krążyć, a następnie przenieś mysz do łóżka MRI.

2. Przygotowanie skanera MRI (patrz Rysunek 1)

1. Przykryj stół MRI chusteczkami chłonnymi.
2. Umieść cewkę odbiorczą z pojedynczą pętlą MRI na łóżku MRI. Użyj platformy, aby podnieść cewkę odbiornika i unikaj bezpośredniego kontaktu cewki odbiornika ze stołem MRI.
3. Przymocuj cewkę do platformy za pomocą taśmy chirurgicznej.
4. Umieść i zabezpiecz rurkę podłączoną do cyrkulacyjnej pompy grzewczej wokół cewki i ustaw ją na 37 °C, aby utrzymać temperaturę ciała zwierzęcia podczas obrazowania.
5. Umieść rurkę doprowadzającą znieczulenie w otworze skanera MRI i przyklej ją taśmą tak, aby stożek nosowy sięgał końca cewki odbiornika, gdzie zostanie umieszczona głowa zwierzęcia.
6. Włącz kamerę w otworze, aby monitorować zwierzę z pomieszczenia konsoli.
7. W pomieszczeniu konsoli MRI użyj interfejsu oprogramowania, aby rozpocząć nowe badanie dla zwierzęcia (pacjenta).

3. Pozycjonowanie zwierząt w skanerze MRI i monitorowanie (zobacz Rysunek 2)

1. Przenieś znieczulone zwierzę do pomieszczenia skanera. Umieść mysz w pozycji leżącej na cewce odbiornika i upewnij się, że jej pysk pasuje do stożka nosa, aby utrzymać znieczulenie. Ustaw przepływ powietrza w anestezjologii na 1%-1,5% izofluranu przy 1 l/min_O2.
2. Upewnij się, że zwierzę zostało umieszczone na cewce MRI tak, aby jego obszary serca i szyi znajdowały się pośrodku cewki odbiorczej.
3. Przymocuj nos myszy do stożka nosowego, brzucha i ogona myszy na platformie za pomocą taśmy.
4. Umieść cztery elektrody na przedniej i tylnej łapie, upewniając się, że dłoń palców u nóg jest całkowicie otwarta, aby zarejestrować elektrokardiogram (EKG). Użyj żelu przewodzącego EKG na łapkach myszy przed założeniem elektrod EKG, aby poprawić przewodność.
5. Upewnij się, że używasz taśmy, aby mocno przymocować elektrody do platformy.
6. Ustaw laser na łożu skanera z podstawą (bliższym końcem) serca; użyj linii obojczyka i przedniej łapy jako punktu orientacyjnego. Umieść zwierzę w izocentrum magnesu za pomocą automatycznego stołu MR.

4. Planowanie i akwizycja obrazów MRI

1. Rozpocznij skanowanie zwiadowcze, aby uruchomić standardowe kalibracje systemu MRI.
2. Ustaw sprzęt monitorujący tak, aby wykrywał załamek R EKG. Dostosuj progi dla każdej myszy i w ramach sesji obrazowania, aby zapewnić niezawodne wyzwalanie.
   UWAGA: Częstość uderzeń serca myszy w głębokim znieczuleniu zwykle waha się między 400-600 uderzeń na minutę (bpm).
3. Uzyskaj skan echa gradientowego 3D (GRE), aby uzyskać wielopłaszczyznowe obrazy pilotażowe (obrazy zwiadowcze) w celu zaplanowania pozostałych skanów (patrz Tabela 1 dla parametrów akwizycji MRI i Rysunek 3 dla planowania).
4. Zidentyfikuj serce na obrazach zwiadowczych, szczególnie w widoku koronalnym, najłatwiej na podstawie artefaktów przepływu.
   UWAGA: Jeśli zdjęcia pokazują, że mysz nie jest dobrze wyśrodkowana nad cewką lub izośrodkiem, skorzystaj z powrotem i powtórz ustawienie.
5. Zaplanuj skan angiografii MR 3D ze wzmocnieniem kontrastowym (MRA) (patrz Tabela 1 dla skanowania parametrów akwizycji MRI i Rysunek 3 do planowania) w płaszczyźnie poprzecznej rozciągającej się od podstawy serca w kierunku szyi i tętnic szyjnych z polem widzenia 8 mm (FOV).
6. Użyj obrazów projekcji maksymalnej intensywności (MIP), aby zobrazować łuk aorty, tętnice ramienno-głowowe i szyjne oraz zaplanować późniejsze późne wzmocnienie gadolinu (LGE), mapowanie T1 i skany cine (patrz Rysunek 3 dla reprezentatywnych obrazów).
   UWAGA: Jeśli poziom objętości obrazowania nie jest prawidłowy, powtórz akwizycję, przesuwając plastry proksymalnie lub dystalnie.
7. Akwizycja obrazu MRI w celu pomiaru przepuszczalności śródbłonka.
   1. Skorzystaj z uzyskanych wcześniej obrazów MIP i poprzecznego MRA, aby zaplanować jednowarstwową akwizycję 2D-Look-Locker (LL) prostopadłą do aorty wstępującej lub tętnic szyjnych (patrz Tabela 1 dla skanowania parametrów akwizycji MRI i Rysunek 3 dla reprezentatywnych obrazów).
   2. Ustaw tętno na 60 uderzeń na minutę podczas korzystania z symulowanego sygnału EKG lub ustaw okres wygaszania, aby upewnić się, że impuls odzyskiwania inwersji między kolejnymi impulsami odzyskiwania inwersji wynosi 1000 ms przy użyciu zarejestrowanego sygnału EKG.
   3. Użyj obrazów Look-Locker, aby określić optymalny czas inwersji (TI) dla zerowania sygnału krwi wymaganego do skanowania LGE.
   4. Obrazowanie LGE: Po 20-30 minutach od wstrzyknięcia gadofosveset i bezpośrednio po skanowaniu LL (opisanym w krokach 4.7.1-4.7.3) należy uzyskać skan LGE przy użyciu sekwencji szybkiego gradientowego echa 3D z odzysku inwersji i odzyskiwania (patrz Tabela 1 dla parametrów akwizycji MRI i Rysunek 3 dla reprezentatywnych obrazów).
   5. Zaplanuj poprzeczny skan 3D z szybkim echem gradientowym LGE, aby objąć podstawę serca (aby uwzględnić część korzenia aorty), tętnicę ramienno-głowową (między korzeniem aorty a rozwidleniem podobojczykowym) i część tętnic szyjnych z polem widzenia (FOV) 8 mm w kierunku głowy stopy przy użyciu tej samej geometrii, co dla MRA powyżej (patrz Rysunek 3 dla reprezentatywnych obrazów).
   6. Ustaw tętno na 60 uderzeń na minutę w przypadku korzystania z symulowanego sygnału EKG lub ustaw okres wygaszania, aby zapewnić, że kolejne impulsy odzyskiwania inwersji będą pojawiać się co 1000 ms dla skanu LGE przy użyciu zarejestrowanego sygnału EKG (jak w kroku 4.7.2 powyżej).
      UWAGA: Jest to ważne dla spójnego i niezależnego od tętna odzyskiwania namagnesowania między kolejnymi impulsami odzyskiwania inwersji.
   7. Wstaw T1 uzyskany z Look-Locker do sekwencji LGE w sekcji Opóźnienie odwrócenia kontrastu >.
   8. Obrazowanie mapowania T1: Użyj szybkiej akwizycji echa gradientowego 3D, aby uzyskać poprzeczne obrazy mapowania T1 45 minut po wstrzyknięciu gadofosveset. Zaplanuj sekwencję w tej samej orientacji i geometrii, co powyższy skan LGE (patrz Tabela 1 dla parametrów akwizycji MRI i Rysunek 3 dla reprezentatywnych obrazów).
   9. Ustaw tętno na 120 uderzeń na minutę w przypadku korzystania z symulowanego EKG lub ustaw okres wygaszania, aby upewnić się, że impuls odzyskiwania inwersji między dwoma ciągami obrazowania występuje co 500 ms w przypadku korzystania z zarejestrowanego zapisu EKG.
      UWAGA: Sekwencja mapowania T1 wykorzystuje dwa nieselektywne impulsy inwersyjne o czasach inwersji w zakresie 20-2000 ms, po których następuje osiem segmentowych odczytów dla ośmiu pojedynczych obrazów. Połączenie dwóch ścieżek obrazowania daje w sumie szesnaście obrazów na wycinek z różnymi czasami inwersji. Obrazy są automatycznie rekonstruowane na skanerze przy użyciu trzyparametrowego modelu dopasowania. Równania używane do generowania map parametrycznych T1 to:
      
      
8. Akwizycja obrazu MRI w celu pomiaru funkcji śródbłonka
   1. Przygotować roztwór rozcieńczonej acetylocholiny w soli fizjologicznej. Załadować strzykawkę insulinową z igłą 29 G odpowiednią objętością roztworu (16,6 mg/kg). Utrzymuj objętość iniekcji w zakresie 50-150 μl.
   2. Korzystając z poprzecznego rezonansu magnetycznego i odpowiadających mu obrazów MIP, umieść poprzeczny wycinek w poprzek tętnicy ramienno-głowowej, między korzeniem aorty a rozwidleniem podobojczykowym (Rysunek 3 dla reprezentatywnych obrazów).
   3. Użyj poprzecznego echa gradientowego 2D (GRE) z retrospektywnym bramkowaniem EKG, aby uzyskać czasowo rozdzielone obrazy cine tętnicy ramienno-głowowej (patrz Tabela 1 dla parametrów akwizycji MRI Rysunek 3 dla reprezentatywnych obrazów).
   4. Dostosuj liczbę maksymalnych faz pracy serca do tętna każdego zwierzęcia.
      UWAGA: Zazwyczaj 14 faz serca zapewnia wystarczającą rozdzielczość czasową.
   5. Po uzyskaniu obrazów wyjściowych wejdź do pomieszczenia skanera MRI. Podczas gdy mysz jest znieczulana w skanerze, delikatnie wstrzyknij acetylocholinę dootrzewnowo (IP). Unikaj przesuwania myszy po cewce.
   6. Odczekaj 6-10 minut, aż tętno się ustabilizuje i powtórz akwizycję.
   7. Po zakończeniu procedury obrazowania umieść mysz z powrotem w klatce i umieść klatkę na poduszce grzewczej w celu odzyskania sprawności.
      UWAGA: Myszy wracają do zdrowia, gdy odzyskują wystarczającą przytomność, aby utrzymać leżący mostek.
   8. Eksportuj uzyskane obrazy w formacie DICOM (Digital Imaging and Communications in Medicine) i korzystaj z oprogramowania do analizy obrazów na otwartej platformie.

5. Segmentacja MRI i analiza danych (patrz Rysunek 4)

1. Przeciągnij i upuść pliki Dicom do bazy danych oprogramowania na otwartej platformie, aby załadować wszystkie obrazy.
2. Wykorzystaj obrazy LGE, aby zobrazować wychwyt kontrastu w ścianie naczynia i obliczyć obszar wzmocnienia jako zastępczy marker nieszczelności komórek śródbłonka.
3. Wybierz zarówno skanowanie MRA, jak i skanowanie odzyskiwania inwersji. Naciśnij Enter, aby załadować te obrazy obok siebie. Kliknij małą ikonę obok nazwy skanowania, a następnie przeciągnij i upuść obrazy MRA na obrazy LGE.
4. Wybierz opcję Ponowne próbkowanie, aby ponownie pociąć obrazy MRA przy użyciu obrazów LGE jako odniesienia w celu uwzględnienia różnic w grubości plasterka.
5. Kliknij małą ikonę obok nazwy skanowania. Przeciągnij i upuść obrazy LGE na obrazy MRA (jak w kroku 5.4 powyżej). Z menu wybierz opcję Image Fusion, aby nałożyć obrazy LGE i MRA.
6. Na pasku narzędzi kliknij Przeglądarka 2D, a następnie wybierz Panel Położenie 3D. Użyj przycisków, aby ręcznie skorygować przesunięcia w płaszczyźnie, aby uwzględnić potencjalne małe przemieszczenia spowodowane oddychaniem zwierząt.
7. Użyj narzędzia Zamknięty wielokąt znajdującego się na pasku narzędzi, aby ręcznie podzielić na segmenty wizualnie ulepszony segment ściany naczynia. Użyj współzarejestrowanych obrazów MRA i LGE, aby pokierować segmentacją.
8. Podziel na segmenty wszystkie obrazy LGE, które obejmują tętnicę ramienno-głowową.
   UWAGA: Jeśli wzmocnienie ścianki naczynia ma rozproszony lub niejednolity wygląd, podziel je na segmenty indywidualnie w każdym plasterku.
9. Kliknij przycisk Wtyczki na pasku narzędzi i wybierz Narzędzia ROI, a następnie Eksportuj ROI, aby wyeksportować podzielony na segmenty obszar (mm²) dla każdego obszaru zainteresowania (ROI) w arkuszu kalkulacyjnym.
10. Zsumuj powierzchnię każdego wycinka, aby obliczyć całkowity obszar wzmocnienia w tętnicy ramienno-głowowej w arkuszu kalkulacyjnym.
    UWAGA: Całkowity obszar wzmocnienia może być wykorzystany jako ilościowy marker przepuszczalności śródbłonka.
11. Użyj map T1, które są automatycznie generowane na komputerze skanera MRI, aby obliczyć średnią wartość T1 ściany naczynia, która odzwierciedla ilość wychwytu gadofoswesetu przez ścianę naczynia - jest to kolejny ilościowy marker przepuszczalności śródbłonka.
12. Załaduj obrazy map MRA i T1 i postępuj zgodnie z podobnym podejściem, jak opisano powyżej (kroki 5.3-5.9), aby podzielić ścianę naczynia na segmenty i wyodrębnić wartości T1 (ms).
13. W arkuszu kalkulacyjnym odwróć wartości T1 i pomnóż przez 1000, aby obliczyć czas relaksacji R1 = 1/T1 w sekundach. Obliczyć średnią R1 dla wszystkich wycinków pokrywających tętnicę ramienno-głowową u każdego zwierzęcia.
14. Załaduj obrazy angiografii z kontrastem fazowym i mapy prędkości, aby obliczyć odpowiednio zmiany w obszarze naczynia i prędkości przepływu krwi podczas cyklu pracy serca.
15. Segmentuj oba obrazy uzyskane przed, i po wstrzyknięciu acetylocholiny, aby obliczyć zależną od śródbłonka aktywność naczyniową, zastępczy marker funkcji śródbłonka (dys)funkcji.
16. Użyj półautomatycznego narzędzia Grow Region dostępnego w zakładce ROI lub użyj opcji Zamknięty wielokąt dostępnej na pasku narzędzi (zgodnie z opisem w kroku 5.7), aby podzielić obszar światła (mm²) tętnicy ramienno-głowowej na obrazach angiografii.
    UWAGA: Półautomatyczne narzędzie wykorzystuje progowanie pikseli do grupowania pikseli obejmujących pulę krwi na podstawie ich intensywności sygnału.
17. Użyj narzędzia Zamknij wielokąt, aby podzielić odpowiednie mapy zakodowane w kodach prędkości przepływu krwi w celu obliczenia prędkości przepływu krwi (cm/s).
18. Wyeksportuj obszar światła (mm²) i prędkość przepływu krwi (cm/s) do arkusza kalkulacyjnego (zgodnie z opisem w kroku 5.9) i zidentyfikuj te, które odpowiadają fazom serca końca rozkurczowego (obszar maksymalny) i końcowoskurczowego (obszar minimalny).
19. Użyj tabelarycznego arkusza kalkulacyjnego, aby obliczyć rozszerzenie naczyń krwionośnych zależne od śródbłonka (oblicz procentową zmianę obszaru światła końca rozkurczowego (ED) i prędkości przepływu krwi przed i po wstrzyknięciu acetylocholiny). Użyj następujących formuł:
    area change=
    zmiana przepływu=
20. Dla każdego zwierzęcia należy sporządzić tabelę odpowiednich danych pochodzących z obrazów LGE, map T1 i testu acetylocholiny w oprogramowaniu statystycznym do analizy.

Results

W tym raporcie przedstawiono zastosowanie metody Quantative MRI do pomiaru EndoThelial peRmeabIlity i (dys)funCcji (qMETRIC) w tętnicy ramienno-głowowej miażdżycy ApoE^-/- Myszy. Metoda ta dostarcza bezpośrednich i wymiernych danych dotyczących dwóch markerów uszkodzenia śródbłonka - przepuszczalności i (dys)funkcji, które można wyodrębnić ze skanów ścian naczyń in vivo uzyskanych w ramach jednej sesji obrazowania. Po pierwsze, LGE są używane do pomiaru powierzchni wzmocnienia ścianki naczynia (mm³), a mapy T1 (lub R1) są używane do ilościowego określenia szybkości relaksacji ściany naczynia (^s-1) po podaniu gadofosveset, oba zastępcze markery przepuszczalności (patrz Rysunek 5 dla reprezentatywnych wyników). Szybkość relaksacji ściany naczynia R1 wahała się od 2,42 ^s-1 ± 0,35 ^s-1 do 3,45 ^s-1 ± 0,54 ^s-1 do 3,83 ^s-1 ± 0,52 ^s-1 odpowiednio po 4 tygodniach, 8 tygodniach i 12 tygodniach diety wysokotłuszczowej. I odwrotnie, myszy typu dzikiego (R1 = 2,15 ± 0,34 ^s-1) i traktowane statynami ApoE^-/- (R1 = 3,0 ± 0,65 ^s-1) wykazywały mniejsze wzmocnienie. U myszy ApoE^-/- karmionych dietą wysokotłuszczową przez okres do 12 miesięcy, badanie pokazuje za pomocą analizy histologicznej, barwnika Evansa Blue i mikroskopii elektronowej, że przepuszczalność śródbłonka wzrasta podczas progresji miażdżycy, co było zgodne ze zwiększoną objętością ściany naczynia LGE, zwiększoną zmianą rozluźnienia ściany naczynia R1 i paradoksalnym zwężeniem naczyń krwionośnych po wstrzyknięciu acetylocholiny⁵. I odwrotnie, statyny i inne terapie ukierunkowane na śródbłonek zmniejszyły przepuszczalność śródbłonka i rozmiar płytki nazębnej, co znalazło odzwierciedlenie w mniejszej objętości LGE, niższych wartościach R1^5,7 i poprawie rozszerzenia naczyń krwionośnych. Mechanistycznie gadofosweset wiąże się odwracalnie z albuminą surowicy. Powoduje to 5-6-krotny wzrost relaksatywności T1 sondy²⁹ - dzięki czemu jest ona wykrywalna przez MRI z wysoką czułością. W tym przypadku badanie pokazuje, że związany z albuminą, wychwyt sondy odzwierciedla nieszczelność śródbłonka, ponieważ koreluje z wychwytem niebieskiego barwnika Evana - złotego standardu ex vivo metody ilościowego określania przecieku śródbłonka (Rysunek 5) - i szerszych połączeń ciasnych szczelin⁵. Po drugie, wykazano, że prosty test mierzy (dys)funkcję śródbłonka w odpowiedzi na acetylocholinę. W naczyniach kontrolnych acetylocholina powoduje zależne od śródbłonka rozluźnienie naczyń krwionośnych, co prowadzi do zwiększenia obszaru/objętości tętnic i przepływu krwi. Do pomiaru (dys)funkcji śródbłonka wykorzystano obrazy angiografii wywołane EKG uzyskane przed i po podaniu acetylocholiny. W badaniu obliczono zmianę obszaru końcoworozkurczowego (lub objętości) światła naczynia przed i po podaniu acetylocholiny. Stwierdzono, że w przeciwieństwie do normalnych naczyń, które rozszerzają naczynia krwionośne w odpowiedzi na acetylocholinę, naczynia miażdżycowe wykazują zmniejszoną funkcję rozszerzania naczyń krwionośnych zależną od śródbłonka, która objawia się albo zmniejszoną zmianą obszaru naczynia (lub objętości), albo nawet paradoksalnym zwężeniem naczynia (Ryc. 5). Co ciekawe, leczenie statynami poprawiło właściwości rozszerzające naczynia krwionośne śródbłonka¹³.

Rysunek 1: Przepływ pracy do obrazowania przepuszczalności śródbłonka i (dys)funkcji u myszy miażdżycowych. Punkty A-B) Myszy są najpierw znieczulane, a następnie wstrzykuje się im środek kontrastowy albuminy. (C) Myszy są następnie przenoszone do cewki MRI, gdzie podkładki EKG są używane do monitorowania aktywności serca. (D-E) Obrazy MRI są pozyskiwane w celu ilościowego określenia przepuszczalności śródbłonka i (dys)funkcji, które są następnie analizowane za pomocą oprogramowania opartego na otwartej platformie (stworzonego za pomocą BioRender.com). Kliknij tutaj, aby zobaczyć większą wersję tego rysunku.

Rysunek 2: Pozycjonowanie zwierząt i monitorowanie EKG w celu zobrazowania przepuszczalności śródbłonka i (dys)funkcji za pomocą klinicznego skanera MRI 3 Tesli. Punkty A-B) Zwierzę układa się w pozycji leżącej na cewki powierzchniowej i utrzymuje w znieczuleniu za pomocą wdychanego izofluranu. Worki z piaskiem służą do stabilizacji platformy obrazowania. (C-D) Podkładki EKG są umieszczane na łapach i podłączane do klinicznego modułu EKG w celu rejestrowania aktywności serca. Kliknij tutaj, aby zobaczyć większą wersję tego rysunku.

Rysunek 3: Planowanie i akwizycja obrazów MRI w celu ilościowego określenia przepuszczalności śródbłonka i (dys)funkcji w tętnicy ramienno-głowowej myszy miażdżycowych. (A) Obrazy zwiadowcze są pozyskiwane w celu identyfikacji obszaru anatomicznego między korzeniem aorty a tętnicami szyjnymi. (B) Angiogram MR służy do wizualizacji układu naczyniowego i planowania kolejnych skanów. (C) Obrazy Look-Locker są rejestrowane na poziomie tętnicy ramienno-głowowej w celu określenia odpowiedniego opóźnienia czasowego do zerowania sygnału z krwi w kolejnych późniejszych obrazach wzmocnienia gadolinu (LGE). (D) Obrazy LGE zapewniają wizualną ocenę wzmocnienia ścian statku. (E) Mapowanie T1 stosuje się do obliczenia współczynnika rozluźnienia ścian naczynia, który wskazuje na stężenie gadolinu. (F) Zależne od śródbłonka właściwości rozszerzające naczynia krwionośne ściany naczynia są określane ilościowo po podaniu acetylocholiny. Kliknij tutaj, aby zobaczyć większą wersję tego rysunku.

Rysunek 4: Segmentacja i analiza obrazu w celu ilościowego określenia przepuszczalności śródbłonka i (dys)funkcji w tętnicy ramienno-głowowej myszy miażdżycowych. (A) Ściana naczynia jest ręcznie segmentowana na obrazach LGE w celu ilościowego określenia obszaru/objętości absorpcji kontrastu. (B) Ściana naczynia jest podzielona na segmenty na mapie T1 w celu obliczenia współczynnika relaksacji ściany naczynia T1. (C) Ściana naczynia podzielona na segmenty na angiogramach MR i obrazach zakodowanych w przepływie krwi służy do badania właściwości rozszerzających naczynia krwionośne ściany naczynia poprzez obliczanie zmian w
rozkurczowy obszar światła (lub objętość) i przepływ krwi po podaniu acetylocholiny. Kliknij tutaj, aby zobaczyć większą wersję tego rysunku.

Rysunek 5: Ilościowe obrazowanie przepuszczalności śródbłonka i (dys)funkcji (qMETRIC) u myszy z miażdżycą. (A) Obrazy LGE i mapy relaksacji R1 pokazują zwiększony wychwyt środka kontrastowego wiążącego albuminę w ścianie naczynia podczas progresji miażdżycy i poprawę po leczeniu statynami. Dane obrazowe są potwierdzone przez akumulację niebieskiego barwnika Evana, barwnika wiążącego albuminę, ex vivo. (B) Zmiany we właściwościach rozszerzających naczynia krwionośne ściany naczynia, w odpowiedzi na podanie acetylocholiny, umożliwiają ilościowe określenie rozszerzenia naczyń krwionośnych zależnego od śródbłonka. Naczynia kontrolne rozszerzają naczynia krwionośne, podczas gdy naczynia miażdżycowe zwężają naczynia krwionośne w odpowiedzi na acetylocholinę, co sugeruje uszkodzenie śródbłonka. Leczenie statyną poprawia uszkodzenie śródbłonka. Terminy "wks" i "HFD" na rysunku reprezentują odpowiednio "tygodnie" i "dietę wysokotłuszczową". Ten rysunek został zmodyfikowany na podstawie Phinikaridou, A. et al.⁵. Kliknij tutaj, aby zobaczyć większą wersję tego rysunku.

Skanowanie / Sekwencja	Parametry akwizycji
Skanowanie zwiadowcze / pilota	3D, szybkie echo gradientowe Poprzeczne: FOV = 50 mm x 27 mm x 14 mm, matryca = 96 x 52, rozdzielczość w płaszczyźnie = 0,5 mm x 0,5 mm, grubość warstwy = 0,5 mm, TR/TE = 15/6,1 ms, kąt odwrócenia = 30°, średnie = 1 Koronalny: FOV = 200 mm x 102 mm x 14 mm, matryca = 336 x 173, rozdzielczość w płaszczyźnie = 0,5 mm x 0,5 mm, grubość warstwy = 0,5 mm, TR/TE = 12/6 ms, kąt odwrócenia = 30°, średnie = 1
Badanie MRA	Szybkie echo gradientowe 3D, FOV = 30 mm x 30 mm x 8 mm, matryca = 200 x 200, rozdzielczość w płaszczyźnie =0,15 mm x 0,15 mm, grubość warstwy = 0,5 mm, TR/TE = 15/6,1 ms, kąt odwrócenia = 40°, średnie = 1
Skanowanie Look-Locker	2D szybkie echo gradientowe, FOV = 30 mm x 30 mm, matryca = 80 x 80, rozdzielczość w płaszczyźnie = 0,38 mm x 0,38 mm, grubość warstwy = 2 mm, TR/TE = 19/8,6 ms, TR między kolejnymi impulsami IR = 1000 ms, a kąt odwrócenia = 10°, średnie = 1.
Skanowanie LGE	Szybkie echo gradientowe 3D, FOV = 30 mm x 30 mm x 8 mm, matryca = 304 x 304, rozdzielczość w płaszczyźnie = 0,1 mm x 0,1 mm, zmierzona grubość warstwy = 0,5 mm, warstwy = 32, TR/TE = 28/8 ms, TR między kolejnymi impulsami IR = 1000 ms, a kąt odwrócenia = 30°, średnie = 1.
Skanowanie mapowania T1	Szybkie echo gradientowe 3D, FOV = 36 mm x 22 mm x 8 mm, matryca = 192 x 102, rozdzielczość w płaszczyźnie = 0,18 mm x 0,22 mm, zmierzona grubość warstwy = 0,5 mm, plastry = 16, TR/TE = 9,6/4,9 ms, kąt odwrócenia = 10°, średnie = 1.
Angiografia z kontrastem fazowym	2D, szybkie echo gradientowe, FOV = 40 mm x 23 mm, matryca = 132 x 77, rozdzielczość w płaszczyźnie = 0,3 mm x 0,3 mm x 1 mm, TR/TE = 9,8/4,9 ms, kąt odwrócenia = 30°, fazy serca = 14, średnie = 6, prędkość przepływu (kierunek stopa-głowa) = 30 cm/s.

TABELA 1: Parametry akwizycji MRI

Discussion

Określenie stanu zdrowia śródbłonka naczyń krwionośnych jest atrakcyjnym biomarkerem obrazowym, który może być potencjalnie wykorzystany do diagnozowania ryzyka związanego z miażdżycą i monitorowania efektów leczenia. Opisany tutaj protokół qMETRIC może być wykorzystany do powtarzalnego ilościowego określenia przepuszczalności/nieszczelności i (dys)funkcji śródbłonka w kompleksowym, szybkim i klinicznie możliwym do zastosowania protokole MRI. Takie podejście może stanowić prostsze alternatywne lub uzupełniające narzędzie do istniejących protokołów DCE-MRI do ilościowego określania przepuszczalności śródbłonka. Może również stanowić nieinwazyjne narzędzie do bezpośredniej oceny (dys)funkcji śródbłonka w łożyskach naczyniowych, takich jak tętnice wieńcowe i szyjne, zamiast stosowania technik inwazyjnych lub pomiarów zastępczych w tętnicach obwodowych, które są mniej dotknięte chorobą. Pomiar przepuszczalności śródbłonka tą metodą pozwala na pokrycie aorty, łuku aorty oraz tętnic ramienno-głowowych i szyjnych w wysokiej rozdzielczości przestrzennej (0,1 mm dla obrazów LGE i 0,22 mm dla mapowania T1), co ma kluczowe znaczenie dla dokładnej segmentacji ściany naczynia u gryzoni. Analiza obrazów może być przeprowadzona za pomocą platformy open-source i wymaga jedynie prostej segmentacji ściany naczynia bez konieczności skomplikowanego modelowania farmakokinetycznego. Co ważne, protokół ten można dostosować do stosowania w wielu różnych dostępnych na rynku skanerach i można go rozszerzyć do stosowania w różnych modelach zwierzęcych, a także u ludzi. Chociaż protokół ten opisuje metodologię wykorzystującą konfigurację skanera klinicznego, protokoły MRI mogą być również wdrażane w przypadku korzystania ze skanerów małych zwierząt o dużym polu. Skanery te często oferują protokoły odzyskiwania inwersji, mapowania T1 i angiografii, które mogą być używane lub mogą być programowane we współpracy z producentami skanerów.

Aby uzyskać dokładne i powtarzalne wyniki, należy zwrócić szczególną uwagę na kilka krytycznych etapów protokołu. Po pierwsze, podczas obrazowania małych zwierząt w skanerze klinicznym niezbędne są odpowiednie i wykonane na zamówienie cewki odbiorcze, aby zmaksymalizować stosunek sygnału do szumu w celu uzyskania wysokiej jakości obrazu. Kluczowe znaczenie ma również umiejscowienie zwierzęcia na cewce, co pozwala uniknąć separacji i wypełnionych powietrzem przestrzeni między zwierzęciem a cewką, aby poprawić stosunek sygnału do szumu. Z tego powodu anatomiczny obszar zainteresowania powinien być umieszczony w środku cewki, a następnie przeniesiony do izocentrum magnesu, aby wystawić je na działanie pola magnetycznego z maksymalną jednorodnością. Po drugie, stabilny, silny i dokładny sygnał EKG ma kluczowe znaczenie dla niezawodnego wyzwalania/bramkowania obrazowania. Jest to ważne dla konsekwentnego wzbudzania namagnesowania i czasu okna akwizycji obrazu w określonych punktach czasowych oraz dla uzyskania dokładnych obrazów rozdzielczych w czasie, które obejmują fazę końcowo-rozkurczową dla testu funkcjonalnego. Elektrody oparte na elektrodach lub igłach dla małych zwierząt są bardziej odpowiednimi opcjami, gdy są używane w skanerach o większym natężeniu pola, które są lepiej ekranowane w porównaniu ze skanerami klinicznymi. Gdy te opcje są używane w skanerach pola klinicznego, kable EKG muszą być ze sobą zniekształcone, aby uniknąć tworzenia się obwodów rezonansowych o częstotliwości MRI Lamour, które mogą pogorszyć sygnał EKG podczas sekwencji impulsów. Alternatywnie proponujemy zastosowanie modułu EKG i elektrod używanych do skanów u ludzi z dostosowaniem rozmiaru elektrody do rozmiaru łapy myszy oraz dodatkową stabilizacją elektrod taśmą w celu poprawy przewodności. Po trzecie, podczas pozyskiwania obrazów LGE, gdy środek kontrastowy nadal krąży w krwiobiegu, ważne jest, aby wybrać odpowiedni czas zerowania, aby skutecznie stłumić pulę krwi w celu wyznaczenia ściany naczynia. Sekwencja Look-locker musi być uruchamiana przed każdą sekwencją LGE, a czas opóźnienia inwersji musi być odpowiednio dostosowany. Po czwarte, w celu dokładnego i precyzyjnego mapowania T1 przy użyciu zmodyfikowanej sekwencji odzyskiwania inwersji look-locker (MOLLI), proponowany schemat akwizycji obrazu powinien zostać wdrożony w taki sposób, aby objąć zakres opóźnień inwersji w zakresie co najmniej od 20 ms do 2000 ms w celu uchwycenia krótkich i długich gatunków T1. Wreszcie, segmentacja danych MRI musi opierać się na rygorystycznych kryteriach i rygorystycznych kryteriach, aby uniknąć błędów systematycznych między obserwatorami w obliczeniach obszaru/objętości i wartości T1.

W przeciwieństwie do DCE-MRI, opisana tutaj procedura nie dostarcza danych kinetycznych dotyczących wymywania i wymywania środka kontrastowego w ścianie naczynia. Dostarcza raczej obrazu przepuszczalności śródbłonka w określonym punkcie czasowym po wstrzyknięciu środka kontrastowego wiążącego albuminę, gadofosvesetu. Jednak wyodrębnione dane ilościowe z tych punktów czasowych silnie korelowały z innymi barwnikami albuminowymi, takimi jak niebieski barwnik Evana, który jest uważany za złoty standard do pomiaru przepuszczalności śródbłonka i zwiększonej szerokości połączenia szczelinowego śródbłonka. Mechanistycznie rzecz biorąc, zarówno frakcja związana z albuminą, jak i niezwiązana gadofosweset są wystarczająco małe, aby przejść przez przerwy w połączeniach śródbłonka i prowadzić do wzmocnienia sygnału MRI. Dodatkowo możliwe jest, że frakcja niezwiązana może również wiązać się z albuminą wewnątrzpłytkową po wejściu do ściany naczynia i powoduje wzmocnienie sygnału. Zaobserwowano, że relaksywność ściany naczynia wynosi r₁≈17 mmol/L/s, gdy gadofosweset jest wstrzykiwany w dawce klinicznej. Wartość ta jest bliższa wartości podanej dla frakcji związanej z albuminą (r₁≈25 mmol/l/s) w porównaniu z frakcją wolną (r₁≈6,6 mmol/l/s)^5,29.

Przyszłe zastosowania tej metody obrazowania obejmują podstawowe badania naukowe na różnych modelach zwierzęcych i innych odcinkach tętnic oraz wykorzystanie tej metody do oceny odpowiedzi biologicznych na istniejące lub nowe środki farmaceutyczne. Badania można przeprowadzać zarówno przekrojowo, jak i podłużnie w celu zebrania odpowiednio danych mechanistycznych i wynikowych. Prosty przebieg pracy sprawia, że podejście to jest dostępne i ma kliniczne zastosowanie również u ludzi. Adaptacja tej metody do obrazowania tętnic szyjnych i obwodowych człowieka jest coraz bardziej nieuchronna, ale zastosowanie tej metody do obrazowania tętnic wieńcowych wymaga dalszych postępów w pozyskiwaniu obrazów, rekonstrukcji i korekcji ruchu, które są obecnie opracowywane^30,31.

Materials

List of materials used in this article

Name	Company	Catalog Number	Comments
Acetylocholina	Sigma Aldrich	A6625-100G, 16,6 mg/kg
Sprzęt anestezjologiczny	anestezjologiczne	Usługi anestezjologiczne Znieczulenie ogólne Obiegowa
pompa ciepła	ThermoFisher Scientific, USA	BOM: 152510101
Żel przewodzący EKG (Nuprep)	Waever and Company, USA	EKG 10-30-T
	Invivo, Stany Zjednoczone	REF 0700-1002
Gadofosveset trisordium (Vasovist/ Ablavar)	Lantheus Medical Imaging Inc, North Billerica, MA, USA	0,03 mmol/kg
Dieta wysokotłuszczowa	Special Diets Services, Witham, Wielka Brytania	21% tłuszczu ze smalcu, 0,15% (wt/wt) cholesterolu
Skrzynka indukcyjna	Vet Tech Solutions LTD
Strzykawki insulinowe	BD Biosciences	0,5 ml, 29 G
Oprogramowanie OsirixX	Fundacja OsiriX, Genewa, Szwajcaria		Platforma open source
Skaner MRI Philips Achieva (3 Tesle)	Philips Healthcare, Best, Holandia	Wyposażony w kliniczny system gradientowy (30 mT m-1, 200 mT m-1 ms-1)
Single– cewka odbiorcza mikroskopii powierzchniowej pętli	Phillips Hamburg	Średnica = 23 mm	Zbudowany na zamówienie