Name: Rezonans magnetyczny z kontrastem fazowym w tętnicy szyjnej wspólnej szczura (Wideo) | JoVE Journal
Uploaded: 2018-09-05T15:30:00.000+00:00
Duration: 7 min 2 s
Description: Poznaj nieinwazyjną metodę pomiaru przepływu krwi w tętnicy szyjnej wspólnej szczura za pomocą rezonansu magnetycznego z kontrastem fazowym. Technika PC-MRI umożliwia badanie zmian hemodynamicznych w kardiologii.

ai_agent_IP

ai_agent

maintenance

instantTrialDurationMinutes

isBiopharma

enableNewMyJoveSectionDesign

educationFeatures

seoMetaApi

ai_copilot_institution_blacklist

ai_chat_institution_blacklist

freeAccessWindow

ssoRoleCapture

scheduledMaintenanceBanner

joveLabsFeatures

disable_autoplay_for_bots

extended_trial_duration

5 minutes

Ta praca była wspierana przez granty z Ministerstwa Nauki i Technologii Tajwanu, w ramach grantu o numerze MOST-105-2314-B-039-044-MY2.

Instytucjonalne Komitety Opieki i Użytkowania (IACUC) Chińskiego Uniwersytetu Medycznego zatwierdziły wszystkie procedury.
1. Przygotowanie i monitorowanie zwierząt
<ol>
	<li>Pozostaw wszystkie przedmioty podatne na działanie magnesu, takie jak portfele, klucze, karta kredytowa itp., poza pomieszczeniem skanera przed rozpoczęciem przygotowania zwierząt do skanowania MRI.</li>
	<li>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.</li>
	<li>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.</li>
	<li>Umieść szczura w łóżku MRI w pozycji leżącej głową do przodu i dostarcz 2-3% ISO przez stożek nosowy w celu utrzymania znieczulenia.</li>
	<li>Monitoruj oddychanie, umieszczając czujnik poduszki oddechowej pod tułowiem zwierzęcia.</li>
	<li>Podłącz czujnik do układu oddechowego i sprawdź, czy częstość oddechów wynosi 40-50 uderzeń na minutę (bpm).</li>
	<li>W przypadku akwizycji PC-MRI z bramką kinową umieść po jednej elektrodzie odpowiednio na prawej przedniej łapie i lewej tylnej łapie (<silna klasa = "xfig">Rysunek 1a).</li>
	<li>Skręć ze sobą elektrokardiografii (EKG).</li>
	<li>Użyj uchwytu na głowę z nausznikami i prętem do gryzienia, aby zabezpieczyć zwierzę w celu ograniczenia ruchów głowy.</li>
	<li>Użyj systemu ogrzewania ciepłym powietrzem lub gazików, aby utrzymać temperaturę ciała w magnesie.</li>
	<li>Upewnij się, że fala R jest wyraźna na monitorze EKG (<silna klasa="xfig">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.</li>
</ol>
2. Akwizycja MRI
<ol>
	<li>Użyj 2–3% ISO, aby utrzymać znieczulenie podczas całej procedury obrazowania. Stale monitoruj reakcje fizjologiczne i utrzymuj je tak stałe, jak to możliwe.</li>
	<li>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.</li>
	<li>Wybierz sekwencję "Lokalizator" z monitora konsoli skanera MRI i uzyskaj obrazy zwiadowcze we wszystkich trzech orientacjach za pomocą dowolnej szybkiej sekwencji akwizycji obrazu, np. szybkiego echa spinowego, aby utworzyć obrazy koronalne, osiowe i strzałkowe. Celem tych obrazów zwiadowczych jest określenie płaszczyzn obrazowania.</li>
	<li>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.</li>
	<li>Wybierz sekwencję "Angiogram czasu przelotu (TOF)" z monitora konsoli skanera MRI i najpierw uzyskaj angiogram 2D TOF, aby ustalić dokładną anatomiczną lokalizację 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.</li>
	<li>Upewnij się, że pasmo nasycenia jest "włączone" i umieszczone na górze, aby uniknąć zakłóceń spowodowanych sygnałami żylnymi. 
	UWAGA: W przypadku pasma nasycenia zwykle jest ono dostarczane z sekwencją DOF. Jeśli pasmo nasycenia nie pojawia się na monitorze, powiadom o tym serwisanta.</li>
	<li>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 (<silna klasa = "xfig">Rysunek 2a).</li>
	<li>Upewnij się, że zarówno oddychanie, jak i bramkowanie EKG są podłączone do systemu MRI, pokazując wyraźny sygnał na komputerze monitorującym (<silna klasa = "xfig" >Rysunek 1b) i ustaw moduł wyzwalający na "włączony" w "Trybie wyzwalania" na monitorze konsoli skanera MRI.</li>
	<li>Upewnij się, że reakcje fizjologiczne zwierzęcia są stabilne przed rozpoczęciem skanowania PC-MRI z komputera monitorującego (<silna klasa="xfig">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 specyficzne dla sprzedawców.</li>
	<li>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 przelotowym. 
	Uwaga: Czas skanowania wynosi około 8,5 minuty, ale rzeczywisty czas skanowania może się nieznacznie różnić u zwierząt ze względu na różnice w cyklach pracy serca.</li>
	<li>Powtórz kroki 2.6–2.9 akwizycji obrazu, jeśli obszar zainteresowania (ROI) ma zostać zmieniony na inną lokalizację w CCA, na przykład w rozwidleniu 4.</li>
	<li>Wyjmij zwierzę ze skanera i umieść je z powrotem w klatce odzyskiwania po zakończeniu skanowania.</li>
	<li>Ogrzej zwierzę lampą grzewczą, aby utrzymać temperaturę ciała. Trzymaj lampę w odległości co najmniej 15 cm od zwierzęcia, aby zapobiec przegrzaniu.</li>
	<li>Gdy zwierzę zacznie się poruszać i zareaguje na uszczypnięcie ogona lub palca, wyłącz lampę grzewczą.</li>
</ol>
3. Przetwarzanie danych
<ol>
	<li>Zapisuj dane MRI w formacie DICOM (Digital Imaging and Communications in Medicine) lub w dowolnym innym formacie specyficznym dla dostawców. Generuj serie filmowe z dwoma typami obrazów: obrazem wielkości (obraz anatomiczny) i obrazem fazy (<silna klasa="xfig">Rysunek 2b). 
	UWAGA: W niektórych skanerach generowany jest trzeci typ obrazu, którym może być obraz o wielkości × obraz fazowy lub obraz zespolony (złożone odejmowanie między dwoma akwizycjami o różnych gradientach kodowania prędkości). Trzeci obraz jest zależny od dostawcy.</li>
	<li>Wstępnie przetwórz dane obrazu. Ukryj obraz fazowy na mapie prędkości i popraw błąd przesunięcia fazy 5. 
	UWAGA: Obraz fazowy ma dowolną jednostkę intensywności sygnału MR zamiast wartości prędkości rzeczywistej, ale intensywność sygnału MR jest liniowo proporcjonalna do prędkości. Maksymalny sygnał MRI z obrazu fazowego jest zwykle przypisywany jako wartość VENC, a minimalny sygnał jest przypisywany do przeciwnej wartości VENC. Zobacz plik kodu uzupełniającego 1, aby zapoznać się z przykładem skryptu Matlab i naciśnij przycisk "Uruchom".</li>
	<li>Ostrożnie nakreśl zwrot z inwestycji, śledząc granicę CCA. Ponieważ tętnica może się rozszerzać i konstruować podczas różnych faz serca, określ ROI dla każdego przedziału czasowego. Oblicz przepływ krwi, całkując przez ROI tętnicy, tj. prędkość × obszar. Wynikowy przepływ krwi w każdej tętnicy był wyrażony w ml / s. Zobacz plik kodu uzupełniającego 2, aby zapoznać się z przykładem skryptu Matlab i naciśnij przycisk "Uruchom".</li>
</ol>

<ol><li>Zakszewski, E., Schmit, B., Kurpad, S., Budde, M. D. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Diffusion+imaging+in+the+rat+cervical+spinal+cord%5BTitle%5D)+AND+%22J+Vis+Exp%22%5BJournal%5D)">Diffusion imaging in the rat cervical spinal cord.</a> J Vis Exp. (98), (2015).</li>
<li>Wise, R. G., Al-Shafei, A. I., Carpenter, T. A., Hall, L. D., Huang, C. L. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Simultaneous+measurement+of+blood+and+myocardial+velocity+in+the+rat+heart+by+phase+contrast+MRI+using+sparse+q-space+sampling%5BTitle%5D)+AND+%22J+Magn+Reson+Imaging%22%5BJournal%5D)">Simultaneous measurement of blood and myocardial velocity in the rat heart by phase contrast MRI using sparse q-space sampling.</a> J Magn Reson Imaging. 22 (5), 614-627 (2005).</li>
<li>Skardal, K., Espe, E. K., Zhang, L., Aronsen, J. M., Sjaastad, I. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Three-Directional+Evaluation+of+Mitral+Flow+in+the+Rat+Heart+by+Phase-Contrast+Cardiovascular+Magnetic+Resonance%5BTitle%5D)+AND+%22PLoS+One%22%5BJournal%5D)">Three-Directional Evaluation of Mitral Flow in the Rat Heart by Phase-Contrast Cardiovascular Magnetic Resonance.</a> PLoS One. 11 (3), e0150536(2016).</li>
<li>Peng, S. L., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Phase-contrast+magnetic+resonance+imaging+for+the+evaluation+of+wall+shear+stress+in+the+common+carotid+artery+of+a+spontaneously+hypertensive+rat+model+at+7T%3A+Location-specific+change%2C+regional+distribution+along+the+vascular+circumference%2C+and+reproducibility+analysis%5BTitle%5D)+AND+%22Magn+Reson+Imaging%22%5BJournal%5D)">Phase-contrast magnetic resonance imaging for the evaluation of wall shear stress in the common carotid artery of a spontaneously hypertensive rat model at 7T: Location-specific change, regional distribution along the vascular circumference, and reproducibility analysis.</a> Magn Reson Imaging. 34 (5), 624-631 (2016).</li>
<li>Yu, H. Y., Peng, H. H., Wang, J. L., Wen, C. Y., Tseng, W. Y. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Quantification+of+the+pulse+wave+velocity+of+the+descending+aorta+using+axial+velocity+profiles+from+phase-contrast+magnetic+resonance+imaging%5BTitle%5D)+AND+%22Magn+Reson+Med%22%5BJournal%5D)">Quantification of the pulse wave velocity of the descending aorta using axial velocity profiles from phase-contrast magnetic resonance imaging.</a> Magn Reson Med. 56 (4), 876-883 (2006).</li>
<li>Peng, S. L., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Optimization+of+phase-contrast+MRI+for+the+quantification+of+whole-brain+cerebral+blood+flow%5BTitle%5D)+AND+%22J+Magn+Reson+Imaging%22%5BJournal%5D)">Optimization of phase-contrast MRI for the quantification of whole-brain cerebral blood flow.</a> J Magn Reson Imaging. 42 (4), 1126-1133 (2015).</li>
<li>Peng, S. L., Shih, C. T., Huang, C. W., Chiu, S. C., Shen, W. C. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Optimized+analysis+of+blood+flow+and+wall+shear+stress+in+the+common+carotid+artery+of+rat+model+by+phase-contrast+MRI%5BTitle%5D)+AND+%22Sci+Rep%22%5BJournal%5D)">Optimized analysis of blood flow and wall shear stress in the common carotid artery of rat model by phase-contrast MRI.</a> Sci Rep. 7 (1), 5253(2017).</li>
<li>Bozgeyik, Z., Berilgen, S., Ozdemir, H., Tekatas, A., Ogur, E. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Evaluation+of+the+effects+of+sildenafil+citrate+%28viagra%29+on+vertebral+artery+blood+flow+in+patients+with+vertebro-basilar+insufficiency%5BTitle%5D)+AND+%22Korean+J+Radiol%22%5BJournal%5D)">Evaluation of the effects of sildenafil citrate (viagra) on vertebral artery blood flow in patients with vertebro-basilar insufficiency.</a> Korean J Radiol. 9 (6), 477-480 (2008).</li>
<li>Swampillai, J., Rakebrandt, F., Morris, K., Jones, C. J., Fraser, A. G. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Acute+effects+of+caffeine+and+tobacco+on+arterial+function+and+wave+travel%5BTitle%5D)+AND+%22Eur+J+Clin+Invest%22%5BJournal%5D)">Acute effects of caffeine and tobacco on arterial function and wave travel.</a> Eur J Clin Invest. 36 (12), 844-849 (2006).</li>
<li>Neff, K. W., Horn, P., Schmiedek, P., Duber, C., Dinter, D. J. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((2D+cine+phase-contrast+MRI+for+volume+flow+evaluation+of+the+brain-supplying+circulation+in+moyamoya+disease%5BTitle%5D)+AND+%22AJR+Am+J+Roentgenol%22%5BJournal%5D)">2D cine phase-contrast MRI for volume flow evaluation of the brain-supplying circulation in moyamoya disease.</a> AJR Am J Roentgenol. 187 (1), W107-W115 (2006).</li>
<li>Stalder, A. F., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Quantitative+2D+and+3D+phase+contrast+MRI%3A+optimized+analysis+of+blood+flow+and+vessel+wall+parameters%5BTitle%5D)+AND+%22Magn+Reson+Med%22%5BJournal%5D)">Quantitative 2D and 3D phase contrast MRI: optimized analysis of blood flow and vessel wall parameters.</a> Magn Reson Med. 60 (5), 1218-1231 (2008).</li>
<li>Dall'Armellina, E., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Improved+method+for+quantification+of+regional+cardiac+function+in+mice+using+phase-contrast+MRI%5BTitle%5D)+AND+%22Magn+Reson+Med%22%5BJournal%5D)">Improved method for quantification of regional cardiac function in mice using phase-contrast MRI.</a> Magn Reson Med. 67 (2), 541-551 (2012).</li>
<li>Peng, S. L., Ravi, H., Sheng, M., Thomas, B. P., Lu, H. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Searching+for+a+truly+%26%2334%3Biso-metabolic%26%2334%3B+gas+challenge+in+physiological+MRI%5BTitle%5D)+AND+%22J+Cereb+Blood+Flow+Metab%22%5BJournal%5D)">Searching for a truly &#34;iso-metabolic&#34; gas challenge in physiological MRI.</a> J Cereb Blood Flow Metab. 37 (2), 715-725 (2017).</li>
<li>Liu, P., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Quantitative+assessment+of+global+cerebral+metabolic+rate+of+oxygen+%28CMRO2%29+in+neonates+using+MRI%5BTitle%5D)+AND+%22NMR+Biomed%22%5BJournal%5D)">Quantitative assessment of global cerebral metabolic rate of oxygen (CMRO2) in neonates using MRI.</a> NMR Biomed. 27 (3), 332-340 (2014).</li>
<li>Xu, F., Ge, Y., Lu, H. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Noninvasive+quantification+of+whole-brain+cerebral+metabolic+rate+of+oxygen+%28CMRO2%29+by+MRI%5BTitle%5D)+AND+%22Magn+Reson+Med%22%5BJournal%5D)">Noninvasive quantification of whole-brain cerebral metabolic rate of oxygen (CMRO2) by MRI.</a> Magn Reson Med. 62 (1), 141-148 (2009).</li>
<li>Lotz, J., Meier, C., Leppert, A., Galanski, M. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Cardiovascular+flow+measurement+with+phase-contrast+MR+imaging%3A+basic+facts+and+implementation%5BTitle%5D)+AND+%22Radiographics%22%5BJournal%5D)">Cardiovascular flow measurement with phase-contrast MR imaging: basic facts and implementation.</a> Radiographics. 22 (3), 651-671 (2002).</li>
<li>Pelc, N. J., Herfkens, R. J., Shimakawa, A., Enzmann, D. R. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Phase+contrast+cine+magnetic+resonance+imaging%5BTitle%5D)+AND+%22Magn+Reson+Q%22%5BJournal%5D)">Phase contrast cine magnetic resonance imaging.</a> Magn Reson Q. 7 (4), 229-254 (1991).</li>
<li>Kim, D., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Accelerated+phase-contrast+cine+MRI+using+k-t+SPARSE-SENSE%5BTitle%5D)+AND+%22Magn+Reson+Med%22%5BJournal%5D)">Accelerated phase-contrast cine MRI using k-t SPARSE-SENSE.</a> Magn Reson Med. 67 (4), 1054-1064 (2012).</li>
<li>Valvano, G., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Accelerating+4D+flow+MRI+by+exploiting+low-rank+matrix+structure+and+hadamard+sparsity%5BTitle%5D)+AND+%22Magn+Reson+Med%22%5BJournal%5D)">Accelerating 4D flow MRI by exploiting low-rank matrix structure and hadamard sparsity.</a> Magn Reson Med. 78 (4), 1330-1341 (2017).</li>
</ol>

Nie ma nic do ujawnienia.

PC-MRI to kompleksowe podejście do nieinwazyjnej i podłużnej oceny przepływu krwi. Przedstawiamy protokół wykonania PC-MRI CCA szczura. Procedura ta jest łatwa do wykonania w każdym skanerze MRI zwierząt i wykazuje dobrą odtwarzalność.
Technika PC-MRI zyskuje coraz większą popularność w badaniach na ludziach 10,11, a także na zwierzętach 4,12. Wśród tych badań wyniki Peng i...

Rezonans magnetyczny (MRI) to wszechstronne podejście, które dostarcza szczegółowych informacji o wewnętrznych strukturach ciała i fizjologii, i jest coraz częściej wykorzystywane do diagnozy klinicznej oraz w przedklinicznych badaniach na zwierzętach. Modele zwierzęce są niezbędne do lepszego zrozumienia istotnych implikacji klinicznych 1. Ponieważ modele zwierzęce znacznie różnią się od ludzi pod względem wymagań anestezjologicznych i parametrów fizjologicznych, optymalizacja procedur MRI dla tych zwierząt nabiera znaczenia.
Phase contrast MRI (PC-MRI) to specjalistyczny rodzaj rezonansu magnetycznego, który wykorzystuje prędkość przepływających spinów do ilościowego określenia parametrów związanych z przepływem, takich jak przepływ krwi. Dzięki PC-MRI mapowanie wzorców przepływu w głównych tętnicach przy użyciu modeli zwierzęcych może pomóc rzucić światło na patologie sercowo-naczyniowe 2. Co więcej, PC-MRI może nieinwazyjnie monitorować nieodłączne zmiany w przepływie krwi w stanach patofizjologicznych 3. Obserwacje te sugerują, że PC-MRI jest cennym podejściem, które można zastosować w zwierzęcych modelach chorób sercowo-naczyniowych u ludzi.
W tym raporcie opisujemy metodę ilościowego oznaczania przepływu krwi w tętnicy szyjnej wspólnej (CCA) szczurów. Dwa CCA zaopatrują głowę i szyję w natlenioną krew, a choroba tętnic szyjnych jest główną przyczyną udaru. Dlatego kluczowe znaczenie ma wykrycie wczesnej patologii w CCA. Procedura ta trwa około 15 minut i może być potencjalnie stosowana w stanach ze zmianami hemodynamicznymi, takimi jak miażdżyca lub udar.

<table><tbody><tr><td>System rezonansu magnetycznego 7T małych zwierząt</td><td>Bruker</td><td></td><td></td></tr><tr><td>Isoflurane&nbsp;</td><td>Baxter</td><td>1001936040</td><td>anestezjologiczne</td></tr><tr><td>prowadzenie EKG&nbsp;</td><td>3M</td><td>2269T</td><td></td></tr><tr><td>Matlab</td><td>MathWorks</td><td></td><td>sofeware do przetwarzania obrazu</td></tr><tr><td>System monitorowania i bramkowania</td><td>SA instruments, Inc</td><td>Model 1030</td><td></td></tr></tbody></table>

rezonans magnetyczny z kontrastem fazowym w tętnicy szyjnej wspólnej szczura

Phase Contrast Magnetic Resonance Imaging in the Rat Common Carotid Artery

Obrazowanie metodą rezonansu magnetycznego z kontrastem fazowym (PC-MRI) jest nieinwazyjnym podejściem, które pozwala określić ilościowo parametry związane z przepływem, takie jak przepływ krwi. Wcześniejsze badania wykazały, że nieprawidłowy przepływ krwi może być związany z ogólnoustrojowym ryzykiem naczyniowym. W ten sposób PC-MRI może ułatwić translację danych uzyskanych z modeli zwierzęcych chorób sercowo-naczyniowych na odpowiednie badania kliniczne. W niniejszym raporcie opisano procedurę pomiaru przepływu krwi w tętnicy szyjnej wspólnej (CCA) szczurów za pomocą bramkowanego kinem PC-MRI i omówiono odpowiednie metody analizy. Zabieg ten może być wykonywany na żywym, znieczulonym zwierzęciu i nie wymaga eutanazji po zabiegu. Proponowane parametry skanowania dają powtarzalne pomiary przepływu krwi, co wskazuje na doskonałą powtarzalność wyników. Procedura PC-MRI opisana w tym artykule może być stosowana do badań farmakologicznych, oceny patofizjologicznej i oceny hemodynamiki mózgu.

Prawidłowa geometria przekroju jest kluczowa dla zapewnienia sukcesu eksperymentu PC-MRI. Precyzyjne ustawienie płaszczyzny obrazowania pozwala uzyskać „okrągły” kształt tętnicy (Rycina 3a), a wraz ze wzrostem kąta nachylenia, t. j.gdy jest ona mniej prostopadła do tętnicy, wynikająca geometria tętnicy staje się owalna, co prowadzi do wystąpienia większych efektów objętości cząstkowej (Rycina 3b). Silne efekty objętości ...

Ogólnym celem tej procedury jest pomiar przepływu krwi w tętnicy szyjnej wspólnej szczura za pomocą nieinwazyjnego rezonansu magnetycznego z kontrastem fazowym.

Rezonans magnetyczny z kontrastem fazowym w tętnicy szyjnej wspólnej szczura

Phase contrast magnetic resonance imaging (PC-MRI) is a noninvasive approach that can quantify flow-related parameters such as blood flow. Previous ...

Metoda ta może odpowiedzieć na kluczowe pytanie w dziedzinie układu sercowo-naczyniowego związane z nieprawidłowościami przepływu krwi. Główną zaletą tej techniki jest to, że jest nieinwazyjna. Można to zrobić w każdym systemie MRI dla małych zwierząt.Implikacje tej techniki rozciągają się na diagnostykę chorób sercowo-naczyniowych, ponieważ może rzucić światło na zmiany hemodynamiczne. Wizualna demonstracja tej metody ma kluczowe znaczenie, ponieważ skany wyzwalane są ważne dla udanego skanowania MRI z kontrastem fazowym, ale są trudne do nauczenia i nie są powszechnie stosowane w rutynowych skanach. Procedurę zademonstrują Chiu Shao-Chieh i Hsu Shih-Ting, asystent naukowy z naszego centrum.Przed wykonaniem tej techniki usuń wszystkie przedmioty podatne na działanie magnesu, takie jak portfele, klucze i karty kredytowe, i pozostaw je poza pomieszczeniem skanera. Po podaniu początkowej dawki znieczulenia należy umieścić szczura w łóżku do rezonansu magnetycznego w pozycji leżącej głową do przodu i podać od dwóch do 3% izofluranu przez stożek nosowy, aby utrzymać znieczulenie. Monitoruj oddech zwierzęcia, umieszczając czujnik poduszki oddechowej pod tułowiem zwierzęcia i podłącz czujnik do systemu monitorowania.Zanim przejdziesz dalej, sprawdź, czy częstość oddechów szczura wynosi od 40 do 50 uderzeń na minutę. W celu akwizycji PC-MRI z bramką kinową umieść jedną elektrodę na prawej przedniej łapie i jedną na lewej tylnej łapie. Skręć elektrokardiografii i upewnij się, że są podłączone do monitora.Następnie umieść szczura w uchwycie na głowę z nausznikami i prętem do gryzienia, aby zabezpieczyć zwierzę i ograniczyć ruchy głowy. Następnie włącz system ogrzewania ciepłym powietrzem lub użyj gazików, aby pomóc szczurowi utrzymać temperaturę ciała podczas rezonansu magnetycznego. Na koniec upewnij się, że fala R jest wyraźna na monitorze EKG i umieść zwierzę w skanerze.Gdy okaże się, że zwierzę jest fizjologicznie stabilne, rozpocznij skanowanie MRI. Wybierz sekwencję lokalizacyjną z monitora konsoli skanera MRI i uzyskaj obrazy zwiadowcze we wszystkich trzech orientacjach przy użyciu dowolnej szybkiej sekwencji akwizycji obrazu, takiej jak szybkie echo spinowe, aby utworzyć obrazy koronalne, osiowe i strzałkowe. Spójrz na zdjęcia zwiadowcze, aby upewnić 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 obrazu zwiadowczego. Gdy szczur jest już prawidłowo ustawiony, wybierz sekwencję angiogramu czasu przelotu z monitora konsoli skanera MRI i najpierw uzyskaj angiogram 2D czasu przelotu, aby ustalić dokładną anatomiczną lokalizację wspólnej tętnicy szyjnej.Upewnij się, że pasmo nasycenia jest włączone i umieszczone na górze, aby uniknąć zakłóceń spowodowanych sygnałami żylnymi. Pasmo nasycenia zwykle pochodzi z sekwencji czasu przelotu. Jeśli pasmo nasycenia nie pokazuje się na monitorze, powiadom o tym serwisanta.Po zlokalizowaniu wspólnej tętnicy szyjnej za pomocą angiogramu czasu przelotu, skieruj płaszczyznę obrazu rezonansu magnetycznego z kontrastem fazowym na środek tej samej tętnicy i ustaw ją tak, aby warstwa była prostopadła do kierunku przepływu krwi. Upewnij się, że zarówno oddychanie, jak i bramkowanie EKG są podłączone do systemu MRI, pokazując wyraźny sygnał na komputerze monitorującym, a następnie ustaw moduł wyzwalający tak, aby był włączony w trybie wyzwalania z monitora konsoli skanera MRI. W tym momencie ponownie potwierdź, że reakcje fizjologiczne zwierzęcia są stabilne i sprawdź, czy wybory bramkowania są włączone zarówno w komputerze monitorującym, jak i na monitorze konsoli skanera MRI.Pamiętaj, aby upewnić się, że opcje bramkowania są włączone zarówno w komputerze monitorującym, jak i w monitorze skanera MRI. Następnie wybierz sekwencję sekwencji PC-MRI z monitora konsoli skanera MRI i wykonaj bramkowane skany PC-MRI. Powtórz ten proces dla każdego obszaru zainteresowania.Po zobrazowaniu wszystkich obszarów wyjmij zwierzę ze skanera i umieść je z powrotem w klatce. Ogrzej zwierzę lampą grzewczą, aby utrzymać temperaturę ciała. Trzymaj lampę w odległości co najmniej 15 centymetrów od zwierzęcia, aby zapobiec przegrzaniu, dopóki zwierzę nie zacznie się poruszać i nie zareaguje na uszczypnięcie ogona lub palca.Na koniec należy zapisać dane MRI i przetworzyć je zgodnie z opisem w dołączonym protokole tekstowym. Prawidłowy wycinek o okrągłej geometrii ma kluczowe znaczenie dla zapewnienia powodzenia eksperymentu PC-MRI. Wraz ze wzrostem kątowania powstała geometria tętnicy staje się jajowata, co prowadzi do większych efektów objętości częściowej i przeszacowania przepływu krwi.Jeśli zaobserwowano wycinek po prawej stronie, skanowanie powinno zostać przesunięte i powtórzone. Przy prawidłowym ustawieniu odtwarzalność zmian przepływu krwi w obrębie jednego cyklu pracy serca powinna być wysoka. Jak widać, przepływ krwi osiąga maksimum w fazie skurczowej i wraca do wartości wyjściowej w fazie rozkurczowej.Przepływ krwi w tętnicy szyjnej wspólnej u szczurów jest zależny od wieku, co zostało podkreślone w skanach podłużnych przez różnicę w szczytowym przepływie skurczowym między dwumiesięcznym szczurem a czteromiesięcznym. Po obejrzeniu tego filmu powinieneś dobrze zrozumieć, jak zastosować PC-MRI do nieinwazyjnego pomiaru przepływu krwi w tętnicy szyjnej wspólnej szczura w czasie krótszym niż 30 minut, jeśli zostanie to wykonane prawidłowo. Podejmując tę procedurę, należy pamiętać o prawidłowym podłączeniu układu bramkowania.Po opracowaniu technika ta utorowała drogę do badań w tej dziedzinie w celu zbadania mechanizmu stojącego za niektórymi chorobami sercowo-naczyniowymi.

phase-contrast-magnetic-resonance-imaging-rat-common-carotid

Research

JoVE Journal

Medicine

Medycyna

Chirurgiczne wywołanie niedokrwiennego uszkodzenia mózgu u szczura jest powszechnie stosowanym modelem w badaniach nad udarem. W niniejszej pracy demonstrujemy indukcję ogniskowego niedokrwienia mózgu poprzez zamknięcie tętnicy środkowej mózgu. Przedstawiono również wizualizację powstałego zawału za pomocą barwienia histologicznego oraz obrazowania rezonansem magnetycznym.

Model ogniskowego niedokrwienia mózgu poprzez endowaskularną okluzję tętnicy środkowej mózgu u szczura za pomocą szwu

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.

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

Wykazano, że monitorowanie perfuzji mózgowej poprawia dokładność modeli udaru niedokrwiennego. Trudności techniczne często ograniczają wykorzystanie tego niezbędnego narzędzia do badań naczyń mózgowych. W tym filmie pokazano zoptymalizowany system do uzyskania jedno- lub wielomiejscowego monitorowania hemodynamicznego podczas śródświetlnej niedrożności tętnicy środkowej mózgu u szczurów.

Zoptymalizowany system do monitorowania perfuzji mózgowej w modelu udaru szczura wewnątrzświetlnej niedrożności tętnicy środkowej mózgu

Uszkodzenia mózgu wynikające z niedokrwienia mózgu mogą być nieinwazyjnie obrazowane i badane u szczurów za pomocą przedklinicznej pozytonowej tomografii emisyjnej połączonej z wstrzykiwaną sondą radioaktywną, 18F-fluorodeoksyglukozą. Co więcej, wykorzystanie nowoczesnych narzędzi programowych, które zawierają szablony mózgu dotyczące ilości zainteresowania (VOI), znacznie zwiększa ilość informacji uzyskanych z tych badań.

Nieinwazyjne obrazowanie i analiza niedokrwienia mózgu u żywych szczurów przy użyciu pozytonowej tomografii emisyjnej z 18F-FDG

Przedstawiona tutaj metoda wykorzystuje jednoczesną pozytonową tomografię emisyjną i obrazowanie metodą rezonansu magnetycznego. W modelu niedotlenienia i niedokrwienia mózgu dynamiczne zmiany w dyfuzji i metabolizmie glukozy zachodzą w trakcie i po urazie. Ewoluujące i niepowtarzalne uszkodzenia w tym modelu wymagają jednoczesnej akwizycji, jeśli mają zostać pozyskane znaczące dane obrazowania multimodalnego.

Jednoczesne obrazowanie PET/MRI podczas niedotlenienia-niedokrwienia mózgu myszy

Opisano protokół szacowania czasu wystąpienia udaru w szczurzym modelu udaru, wykorzystujący parametry ilościowego rezonansu magnetycznego (qMRI). Procedura wykorzystuje dyfuzyjny rezonans magnetyczny do wyznaczenia zmiany w ostrym udarze mózgu oraz ilościowych czasów relaksacji T1 i T2 (qT1 i qT2) w celu określenia czasu udaru.

Protokół obrazowania metodą rezonansu magnetycznego do szacowania czasu wystąpienia udaru w trwałym niedokrwieniu mózgu

Tutaj prezentujemy modyfikacje niezbędne do dobrze scharakteryzowanego i powszechnie stosowanego modelu uszkodzenia tętnicy szyjnej wywołanego chlorkiem żelaza (FeCl3) dla małych zwierząt, do wykorzystania w modelu uszkodzenia naczyń krwionośnych dużych zwierząt. Uzyskany w ten sposób model może być wykorzystany do oceny badań przedklinicznych zarówno profilaktycznych, jak i trombolitycznych interwencji farmakologicznych i mechanicznych.

Zakrzepica tętnicy szyjnej psów wywołana chlorkiem żelaza: duży zwierzęcy model uszkodzenia naczyń krwionośnych

Tutaj prezentujemy eksperymentalny protokół obrazowania do ilościowego oznaczania funkcji i morfologii serca za pomocą pozytonowej tomografii emisyjnej/tomografii komputerowej o wysokiej rozdzielczości dla małych zwierząt. Pod uwagę brane są zarówno myszy, jak i szczury, omawiając różne wymagania dotyczące środków kontrastowych w tomografii komputerowej dla tych dwóch gatunków.

Pozytonowa tomografia emisyjna serca o wysokiej rozdzielczości/tomografia komputerowa dla małych zwierząt

Ocena zwężenia tętnicy szyjnej wewnętrznej (ICA) opiera się na oszacowaniu procentowego zwężenia, które nie uwzględnia fizjologicznie istotnych czynników ryzyka udaru, takich jak skład blaszki miażdżycowej i hemodynamika. Protokół ten wykorzystuje ilościowe obrazowanie metodą rezonansu magnetycznego i obliczeniową dynamikę płynów do scharakteryzowania składu płytki nazębnej ICA i hemodynamiki.

Protokół obliczeniowy oparty na obrazowaniu rezonansu magnetycznego do analizy morfologii i hemodynamiki blaszki miażdżycowej u pacjentów ze zwężeniem tętnicy szyjnej

Dokładna i praktyczna metoda pomiaru parametrów takich jak odkształcenie (strain) w tkance mięśnia sercowego ma dużą wartość kliniczną, ponieważ wykazano, że odkształcenie jest czulszym i wcześniejszym markerem dysfunkcji kurczliwości niż często stosowany parametr EF.

Ocena odkształcenia mięśnia sercowego w rezonansie magnetycznym z wykorzystaniem śledzenia cech (feature tracking)

Poznaj nieinwazyjną metodę pomiaru przepływu krwi w tętnicy szyjnej wspólnej szczura za pomocą rezonansu magnetycznego z kontrastem fazowym. Technika PC-MRI umożliwia badanie zmian hemodynamicznych w kardiologii.

Rezonans magnetyczny z kontrastem fazowym w tętnicy szyjnej wspólnej szczura

Przeglądaj więcej filmów