Name: Kwantyfikacja funkcji lewej komory serca myszy, napięcia mięśnia sercowego i sił hemodynamicznych za pomocą rezonansu magnetycznego układu sercowo-naczyniowego (Wideo) | JoVE Journal
Uploaded: 2021-05-24T15:00:00.000+00:00
Duration: 11 min 13 s
Description: Naucz się kwantyfikować funkcję lewej komory serca myszy za pomocą rezonansu magnetycznego. Ta metoda umożliwia nieinwazyjną ocenę frakcji wyrzutowej, globalnego odkształcenia podłużnego i sił hemodynamicznych.

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

Autorzy dziękują Dorita Dekkers i Fatimah Al Darwish za pomoc w pomiarach myszy i analizie danych.

<ol><li>Vallée, J. P., Ivancevic, M. K., Nguyen, D., Morel, D. R., Jaconi, M. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Current+status+of+cardiac+MRI+in+small+animals%5BTitle%5D)+AND+%22Magnetic+Resononance+Materials+in+Physics%2C+Biology+and+Medicine%22%5BJournal%5D)">Current status of cardiac MRI in small animals.</a> Magnetic Resononance Materials in Physics, Biology and Medicine. 17 (3-6), 149-156 (2004).</li>
<li>Bakermans, A. J., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Small+animal+cardiovascular+MR+imaging+and+spectroscopy%5BTitle%5D)+AND+%22Progress+in+Nuclear+Magnetic+Resonance+Spectroscopy%22%5BJournal%5D)">Small animal cardiovascular MR imaging and spectroscopy.</a> Progress in Nuclear Magnetic Resonance Spectroscopy. 88-89, 1-47 (2015).</li>
<li>Wu, Y. L., Lo, C. W. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Diverse+application+of+MRI+for+mouse+phenotyping%5BTitle%5D)+AND+%22Birth+Defects+Research%22%5BJournal%5D)">Diverse application of MRI for mouse phenotyping.</a> Birth Defects Research. 109 (10), 758-770 (2017).</li>
<li>Coolen, B. F., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((High+frame+rate+retrospectively+triggered+Cine+MRI+for+assessment+of+murine+diastolic+function%5BTitle%5D)+AND+%22Magnetic+Resonance+in+Medicine%22%5BJournal%5D)">High frame rate retrospectively triggered Cine MRI for assessment of murine diastolic function.</a> Magnetic Resonance in Medicine. 69 (3), 648-656 (2013).</li>
<li>Lapinskas, T., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Cardiovascular+magnetic+resonance+feature+tracking+in+small+animals+-+a+preliminary+study+on+reproducibility+and+sample+size+calculation%5BTitle%5D)+AND+%22BMC+Medical+Imaging%22%5BJournal%5D)">Cardiovascular magnetic resonance feature tracking in small animals - a preliminary study on reproducibility and sample size calculation.</a> BMC Medical Imaging. 17 (1), 51(2017).</li>
<li>Pedrizzetti, G., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((On+estimating+intraventricular+hemodynamic+forces+from+endocardial+dynamics%3A+A+comparative+study+with+4D+flow+MRI%5BTitle%5D)+AND+%22Journal+of+Biomechanics%22%5BJournal%5D)">On estimating intraventricular hemodynamic forces from endocardial dynamics: A comparative study with 4D flow MRI.</a> Journal of Biomechanics. 60, 203-210 (2017).</li>
<li>Motaal, A. G., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Accelerated+high-frame-rate+mouse+heart+cine-MRI+using+compressed+sensing+reconstruction%5BTitle%5D)+AND+%22NMR+in+Biomedicine%22%5BJournal%5D)">Accelerated high-frame-rate mouse heart cine-MRI using compressed sensing reconstruction.</a> NMR in Biomedicine. 26 (4), 451-457 (2013).</li>
<li>Claus, P., Omar, A. M. S., Pedrizzetti, G., Sengupta, P. P., Nagel, E. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Tissue+tracking+technology+for+assessing+cardiac+mechanics%3A+principles%2C+normal+values%2C+and+clinical+applications%5BTitle%5D)+AND+%22JACC.+Cardiovascular+Imaging%22%5BJournal%5D)">Tissue tracking technology for assessing cardiac mechanics: principles, normal values, and clinical applications.</a> JACC. Cardiovascular Imaging. 8 (12), 1444-1460 (2015).</li>
<li>Scatteia, A., Baritussio, A., Bucciarelli-Ducci, C. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Strain+imaging+using+cardiac+magnetic+resonance%5BTitle%5D)+AND+%22Heart+Failure+Reviews%22%5BJournal%5D)">Strain imaging using cardiac magnetic resonance.</a> Heart Failure Reviews. 22 (4), 465-476 (2017).</li>
<li>Modin, D., Andersen, D. M., Biering-Sørensen, T. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Echo+and+heart+failure%3A+when+do+people+need+an+echo%2C+and+when+do+they+need+natriuretic+peptides%5BTitle%5D)+AND+%22Echo+Research+and+Practice%22%5BJournal%5D)">Echo and heart failure: when do people need an echo, and when do they need natriuretic peptides.</a> Echo Research and Practice. 5 (2), 65-79 (2018).</li>
<li>Onishi, T., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Longitudinal+strain+and+global+circumferential+strain+by+speckle-tracking+echocardiography+and+feature-tracking+cardiac+magnetic+resonance+imaging%3A+comparison+with+left+ventricular+ejection+fraction%5BTitle%5D)+AND+%22Journal+of+American+Society+of+Echocardiography%22%5BJournal%5D)">Longitudinal strain and global circumferential strain by speckle-tracking echocardiography and feature-tracking cardiac magnetic resonance imaging: comparison with left ventricular ejection fraction.</a> Journal of American Society of Echocardiography. 28 (5), 587-596 (2015).</li>
<li>Faganello, G., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((A+new+integrated+approach+to+cardiac+mechanics%3A+reference+values+for+normal+left+ventricle%5BTitle%5D)+AND+%22The+International+Journal+of+Cardiovascular+Imaging%22%5BJournal%5D)">A new integrated approach to cardiac mechanics: reference values for normal left ventricle.</a> The International Journal of Cardiovascular Imaging. 36, 2173-2185 (2020).</li>
<li>Lapinskas, T., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((The+intraventricular+hemodynamic+forces+estimated+using+routine+CMR+Cine+images%3A+a+new+marker+of+the+failing+heart%5BTitle%5D)+AND+%22JACC.+Cardiovascular+Imaging%22%5BJournal%5D)">The intraventricular hemodynamic forces estimated using routine CMR Cine images: a new marker of the failing heart.</a> JACC. Cardiovascular Imaging. 12 (2), 377-379 (2019).</li>
<li>Töger, J., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Intracardiac+hemodynamic+forces+using+4D+flow%3A+a+new+reproducible+method+applied+to+healthy+controls%2C+elite+athletes+and+heart+failure+patients%5BTitle%5D)+AND+%22Journal+of+Cardiovascular+Magnetic+Resonance%22%5BJournal%5D)">Intracardiac hemodynamic forces using 4D flow: a new reproducible method applied to healthy controls, elite athletes and heart failure patients.</a> Journal of Cardiovascular Magnetic Resonance. 18, Suppl 1 61(2016).</li>
<li>Eriksson, J., Bolger, A. F., Ebbers, T., Carlhäll, C. J. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Assessment+of+left+ventricular+hemodynamic+forces+in+healthy+subjects+and+patients+with+dilated+cardiomyopathy+using+4D+flow+MRI%5BTitle%5D)+AND+%22Physiological+Reports%22%5BJournal%5D)">Assessment of left ventricular hemodynamic forces in healthy subjects and patients with dilated cardiomyopathy using 4D flow MRI.</a> Physiological Reports. 4 (3), 12685(2016).</li>
<li>Coolen, B. F., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Three-dimensional+T1+mapping+of+the+mouse+heart+using+variable+flip+angle+steady-state+MR+imaging%5BTitle%5D)+AND+%22NMR+in+Biomedicine%22%5BJournal%5D)">Three-dimensional T1 mapping of the mouse heart using variable flip angle steady-state MR imaging.</a> NMR in Biomedicine. 24 (2), 154-162 (2011).</li>
<li>Nijm, G. M., Swiryn, S., Larson, A. C., Sahakian, A. V. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Characterization+of+the+magnetohydrodynamic+effect+as+a+signal+from+the+surface+electrocardiogram+during+cardiac+magnetic+resonance+imaging%5BTitle%5D)+AND+%22Computers+in+Cardiology%22%5BJournal%5D)">Characterization of the magnetohydrodynamic effect as a signal from the surface electrocardiogram during cardiac magnetic resonance imaging.</a> Computers in Cardiology. 33, 269-272 (2006).</li>
<li>Domenichini, F., Pedrizzetti, G. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Hemodynamic+forces+in+a+model+left+ventricle%5BTitle%5D)+AND+%22Physical+Review+Fluids%22%5BJournal%5D)">Hemodynamic forces in a model left ventricle.</a> Physical Review Fluids. 1, 083201(2016).</li>
<li>Voigt, J. U., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Definitions+for+a+common+standard+for+2D+speckle+tracking+echocardiography%3A+consensus+document+of+the+EACVI%2FASE%2FIndustry+Task+Force+to+standardize+deformation+imaging%5BTitle%5D)+AND+%22European+Heart+Journal+-+Cardiovascular+Imaging%22%5BJournal%5D)">Definitions for a common standard for 2D speckle tracking echocardiography: consensus document of the EACVI/ASE/Industry Task Force to standardize deformation imaging.</a> European Heart Journal - Cardiovascular Imaging. 16 (1), 1-11 (2015).</li>
<li>Pedrizzetti, G. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((On+the+computation+of+hemodynamic+forces+in+the+heart+chambers%5BTitle%5D)+AND+%22Journal+of+Biomechanics%22%5BJournal%5D)">On the computation of hemodynamic forces in the heart chambers.</a> Journal of Biomechanics. 95, 109323(2019).</li>
<li>Hoffman, M., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Myocardial+strain+and+cardiac+output+are+preferable+measurements+for+cardiac+dysfunction+and+can+predict+mortality+in+septic+mice%5BTitle%5D)+AND+%22Journal+of+American+Heart+Association%22%5BJournal%5D)">Myocardial strain and cardiac output are preferable measurements for cardiac dysfunction and can predict mortality in septic mice.</a> Journal of American Heart Association. 8 (10), 012260(2019).</li>
</ol>

Ruslan Garipov jest pracownikiem MR Solutions Ltd., Guildford, Wielka Brytania. David Hautemann jest pracownikiem firmy Medis medical imaging systems B.V., Leiden, Holandia.

Prezentowany protokół opisuje zastosowanie obrazowania CMR do podłużnych, nieinwazyjnych eksperymentów in vivo w celu analizy funkcji serca u myszy. Wyniki te są przykładami zdrowych zwierząt, które pokazują możliwość wykorzystania obrazów CINE do ilościowego określenia parametrów serca. Jednak opisane metody można stosować do różnych modeli zwierzęcych. Chociaż określone modele choroby mogą wymagać niewielkich zmian w protokole, jego podstawowa struktura do oceny różnych parametrów funkcjonalnych serca będzie bardzo podobna. Jednym szczególnym przypadkiem, o którym warto wspomnieć, jest model zawału mięśnia sercowego, w którym część serca ma znaczną utratę kurczliwości. Może to powodować niską jakość sygnału nawigatora sercowego w tym wycinku. W tym przypadku alternatywną opcją byłoby nabycie nawigatora z oddzielnego wycinka, jak opisano w poprzednim badaniu przeprowadzonym przez Coolena i wsp.16. Obrazy CINE w różnych widokach są rekonstruowane na podstawie retrospektywnie bramkowanych danych przy użyciu algorytmów CS i analizowane za pomocą oprogramowania do analizy obrazu w celu obliczenia wartości odkształcenia i HDF.
Jakość uzyskanych obrazów zależy oczywiście od wszystkich etapów przygotowania, które należy dokładnie wykonać przed rozpoczęciem protokołu MRI serca. Na przykład, jeśli po umieszczeniu zwierzęcia w skanerze MRI nie są widoczne wyraźne sygnały EKG i oddechowe, prawdopodobnie spowoduje to nieoptymalne akwizycje, a nawet wydłużenie czasu skanowania z powodu dodatkowego efektu zniekształceń magnetohydrodynamicznych17. Ważne jest, aby zdać sobie sprawę, że ze względu na sekwencyjne planowanie orientacji plastrów, zwierzęta nie mogą być po prostu przestawiane między skanami. W związku z tym nie jest możliwe ponowne wyregulowanie przewodów EKG między skanowaniami, ponieważ zmieni to pozycję myszy w skanerze. Podczas skanowania kontrola temperatury ma kluczowe znaczenie dla utrzymania stałego odstępu między czynnościami serca i oddechu, co szczególnie wpływa na jakość retrospektywnie bramkowanych skanów, które są uzyskiwane przez dłuższy okres czasu. Podczas tego skanowania w wysokim cyklu pracy temperatura zwierzęcia może stale rosnąć, powodując wzrost częstości akcji serca i częstości oddechów. Regulacja temperatury systemu grzewczego i znieczulenia może znacznie przyczynić się do ustabilizowania częstości oddechów przed lub w trakcie skanowania.
Krytycznym krokiem podczas analizy jest spójność rysunku konturowego. Podczas gdy automatyczna segmentacja działa dobrze w przypadku danych klinicznych, nie działa niezawodnie w przypadku danych dotyczących serca myszy (nie testowano na szczurach). Wysokie tętno i wysoki przepływ krwi podczas określonych faz pracy serca, zwłaszcza na początku wypełniania lewej komory, mogą powodować defazację wewnątrzwokselową i pustki sygnałowe, upośledzając wytyczenie ściany mięśnia sercowego. Dlatego nie zaleca się analizowania każdej klatki niezależnie, ale wzrokowo sprawdzić ruch ściany mięśnia sercowego między ramkami i wziąć to pod uwagę podczas rysowania konturów we wszystkich ramkach. Zaleca się skopiowanie i dostosowanie konturu wsierdzia między dwiema kolejnymi klatkami, aby utrzymać bardziej naturalny ruch skurczowy w analizie. W tym protokole mięśnie brodawkowate są wyłączone z objętości światła komory na obrazach SA w celu oceny funkcji skurczowej i rozkurczowej, podczas gdy są one uwzględniane w widokach 2CH, 3CH i 4CH do analizy odkształcenia i HDF, ponieważ ta ostatnia opiera się na wiedzy o dokładnym ruchu ściany mięśnia sercowego, a nie o dokładnej objętości światła komory.
Podczas gdy parametry funkcji skurczowej i rozkurczowej opierają się na pomiarze objętości lewej komory serca w całym cyklu pracy serca, parametry odkształcenia i HDF zależą również od wzorców ruchu w ścianie mięśnia sercowego. W tym celu stosuje się techniki śledzenia cech, w których przemieszczenie segmentu mięśnia sercowego można ocenić poprzez rozpoznanie odrębnych cech anatomicznych i intensywności sygnału między kolejnymi fazami CINE. Silny kontrast między pulą krwi a mięśniem sercowym na obrazach CMR ułatwia wykorzystanie śledzenia cech do późniejszej analizy szczepu i HDF8. Przed śledzeniem cech CMR, szczep mięśnia sercowego określono za pomocą echografii śledzenia plamek i znakowania tkanek CMR. Śledzenie cech CMR nie wymaga dodatkowego czasu skanowania w porównaniu do znakowania tkanek CMR. Jednak pomimo zastosowania wyzwalania retrospektywnego, CMR nadal ma ograniczoną rozdzielczość czasową, co może utrudniać prawidłową ocenę szybkich deformacji w cyklu pracy serca.
Ocena HDF w całym cyklu pracy serca wymaga pomiarów średnic zastawki mitralnej i aortalnej w celu obliczenia HDF w kierunku wierzchołkowo-podstawowym i dolno-boczno-przedniotwórczym przy użyciu wcześniej opisanych równań18. Metoda ta wykazała spójne oszacowania HDF w porównaniu ze standardowym rezonansem magnetycznym 4D-flow, który ma ograniczoną dostępność w zastosowaniach klinicznych ze względu na swoją złożoność6. Ważne jest, aby wiedzieć, że dokładne oszacowanie średnic zaworów jest trudne, a zatem średnice zaworów powinny być utrzymywane na stałym poziomie dla grupy zwierząt i w powtarzających się pomiarach w badaniu podłużnym, ponieważ zmiany tego parametru spowodowane nieprawidłowymi oszacowaniami mogą łatwo przyćmić subtelne zmiany parametrów HDF. Określone oprogramowanie używane do obliczania parametrów GLS i HDF może nie być dostępne dla wszystkich użytkowników. W związku z tym można odwołać się do Voigt i wsp.19 (GLS) oraz Pedrizzetti i wsp.6,20 (HDF), które zawierają wszystkie opisy matematyczne, które stanowią podstawę odpowiednich obliczeń wykonywanych przez oprogramowanie analityczne.
Na potrzeby tego badania protokół oceniono na zdrowych zwierzętach (N = 6). Reprezentatywny zestaw krzywych czasowych dla objętości NN, dV/dt, endoGLS i HDF pokazano na rysunku 5A-C. Średnie wartości wielu parametrów czynnościowych serca (stosunek EF, E'/A'-, peak GLS i HDF) przedstawiono na rysunku 5D. Zgadzają się one dobrze z porównywalnymi protokołami stosowanymi w literaturze21. Literatura na temat danych GLS i HDF u myszy jest niewielka. Zmierzono średnią wartość GLS wynoszącą -22,8%, która mieści się w tym samym zakresie co dane kliniczne8, co wskazuje, że pomiary GLS uzyskane opisaną metodą są wykonalne u myszy. Krzywe HDF uzyskane u myszy wykazują również te same odrębne fazy, które obserwowano w danych dotyczących ludzi, co wskazuje na udane przełożenie tej techniki na badania przedkliniczne. Chociaż przypuszcza się, że parametry HDF mogą służyć jako wczesne biomarkery dysfunkcji serca, uzasadnione są dalsze badania w celu zbadania wartości diagnostycznej i predykcyjnej tego nowego parametru. Wyniki zawarte w tym protokole pokazują, że oczekuje się, że wyniki HDF i GLS będą bardziej zróżnicowane u różnych zwierząt, co należy wziąć pod uwagę, gdy spodziewane są subtelne różnice w modelach zwierzęcych lub efektach leczenia.

Rezonans magnetyczny układu sercowo-naczyniowego (CMR) u małych zwierząt zapewnia dokładny pomiar in vivo funkcji mięśnia sercowego, co czyni CMR optymalnym narzędziem do badań przedklinicznych nad chorobami sercowo-naczyniowymi. Ze względu na wysoką rozdzielczość przestrzenną i wysoki kontrast między krwią a mięśniem sercowym na obrazach CMR, możliwe jest wyznaczenie konturów śród- i nasierdziowych oraz obliczenie masy mięśnia sercowego i objętości komór1,2. Pomimo wysokiego tętna do 600 uderzeń na minutę, zastosowanie elektrokardiogramu (EKG) i wyzwalania oddechu umożliwia wysokiej jakości pomiary różnych faz serca (zwane również obrazami CINE) bez artefaktów ruchu oddechowego. W ten sposób można użyć wielu plasterków do pokrycia serca od wierzchołka do podstawy, aby wyodrębnić parametry funkcji skurczowej, takie jak frakcja wyrzutowa (EF), objętość końcowoskurczowa (ESV), objętość końcoworozkurczowa (EDV) i pojemność minutowa serca (CO)3. Oprócz podstawowej oceny funkcji skurczowej, ostatnio opracowano dodatkowe techniki CMR do oceny dysfunkcji rozkurczowej4, szczep mięśnia sercowego5 i siły hemodynamiczne (HDF)6.
bramkowanie EKG umożliwia synchronizację z cyklem pracy serca poprzez rozpoczęcie akwizycji sygnału MR po wykryciu szczytu R i zarejestrowanie określonej liczby faz pracy serca podczas przerwy R-R. Jednak liczba faz serca (liczba klatek na sekundę), które można uzyskać w ten sposób, zależy od najniższego możliwego czasu powtarzania (TR), jaki system może osiągnąć przy zachowaniu akceptowalnego stosunku sygnału do szumu (SNR) i rozdzielczości przestrzennej4. Ponadto, ponieważ zastosowanie wysokich gradientów pola magnetycznego może tymczasowo zniekształcić sygnał EKG, akwizycja jest zwykle zatrzymywana przed fazą końcoworozkurczową. Oba czynniki ograniczają stosowanie takich skanów do oceny funkcji skurczowej, ponieważ obliczenie innych parametrów funkcjonalnych serca wymaga lepszego zdefiniowania krzywej objętościowo-czasowej lewej komory (LV).
Obrazy CINE o wysokiej liczbie klatek na sekundę mogą być pozyskiwane przez bramkowanie retrospektywne, dzięki czemu sygnał MR jest stale pozyskiwany podczas skanowania, a wbudowane echo nawigatora po wzbudzeniu radiowym (RF) wykrywa ruchy serca i oddechu. Ponieważ akwizycja CMR odbywa się asynchronicznie z ruchem serca, pozyskane sygnały MR można następnie przypisać do retrospektywnie wybranej liczby ramek serca. W ten sposób, jeśli zostanie zebrana wystarczająca ilość danych, można zrekonstruować obrazy CINE o dużej liczbie klatek na sekundę4,7. Pozwala to na ocenę funkcji rozkurczowej, reprezentowanej przez stosunek między szczytową szybkością wczesnego napełniania (E') a szczytową szybkością późnego napełniania w wyniku skurczu przedsionków (A').
W badaniach klinicznych obrazy CINE mogą być analizowane za pomocą CMR feature tracking w celu oceny szczepu mięśnia sercowego i HDF6,8. Obciążenie mięśnia sercowego to parametr deformacji serca, który mierzy różnicę w procentach między długością początkową (zwykle w długości końcoworozkurczowej) a maksymalną długością (zwykle w skurczu końcowym) segmentu mięśnia sercowego9. Pomiary odkształcenia mięśnia sercowego mogą mieć wartość przyrostową dla oceny funkcji lewej komory, ponieważ wartości odkształcenia określają ilościowo skrócenie i pogrubienie ściany mięśnia sercowego. Zmniejszenie funkcji skracania może wskazywać na uszkodzenie włókien podwsierdziowych10. Zmiany w obciążeniu mięśnia sercowego mogą wystąpić niezależnie od EF i mogą być prekursorem powikłań podstawowych.
W szczególności, wykazano, że globalny szczep podłużny (GLS) i globalny szczep obwodowy (GCS) mają wartość dodaną w charakterystyce chorób serca10,11,12. Podobnie, HDF został zasugerowany jako potencjalny nowy parametr wskazujący na zmienioną czynność serca6,13. Te HDF lub gradienty ciśnienia międzykomorowego (IVPG) napędzają ruch krwi podczas wyrzutu i napełniania serca i są zależne od wymiany pędu między krwią a mięśniem sercowym, w tym zastawką aortalną i mitralną14,15.
W tym badaniu opisany jest obszerny protokół do wykonywania solidnych pomiarów CMR u małych zwierząt w celu ilościowego określenia funkcji LV, szczepu mięśnia sercowego i HDF u serc myszy. Zawiera niezbędne kroki do przygotowania zwierząt, pozyskiwania danych za pomocą zarówno prospektywnie, jak i retrospektywnie bramkowanych obrazów CINE serca, a także analizę za pomocą dedykowanego oprogramowania zdolnego do obliczenia pomiarów wolumetrycznych, stosunku E'/A', obciążenia mięśnia sercowego i HDF serca. Protokół ten może być wykorzystany do obszernej oceny funkcji lewej komory serca w różnych mysich modelach chorób sercowo-naczyniowych.

<table><tbody><tr><td>Equipment</td><td></td><td></td><td></td></tr><tr><td>AccuSens jedno- i wielokanałowy kondycjoner sygnału</td><td>Opsens solutions inc., Kanada</td><td>&nbsp; ACS-P4-N-62SC</td><td>Używany ze światłowodowym czujnikiem temperatury do monitorowania temperatury ciała</td></tr><tr><td>Maść do oczu Duratears</td><td>Alcon Nederland B.V., Holandia</td><td></td><td></td></tr><tr><td>Komórka myszy</td> <td>i ostra; ekwipunek V&eacute; t&eaostry; rinaire Minerve, Francja</td><td></td><td>określana jako kołyska</td></tr><tr><td>dla myszy kompatybilna z MR Monitorowanie i System bramkowania dla małych zwierząt</td><td>SA Intuments, Inc., Stany Zjednoczone</td><td>Model 1030</td><td>Moduł ERT (moduł interfejsu EKG / oddechowego), moduł sterowania / bramkowania ERT, akumulator i podskórny zestaw elektrod EKG</td></tr><tr><td>Skaner MRI</td><td>MR Solutions Ltd., Wielka Brytania</td><td>Model: MRS-7024&nbsp; &nbsp;</td><td>Przedkliniczny rezonans magnetyczny 7,0 T/24 cm</td></tr><tr><td>Wielostanowiskowa jednostka sterująca temperaturą i High Flow PCA</td><td>&Eacute; ekwipunek V&eacute; t&eaostry; rinaire Minerve, Francja</td><td>Model: URT Multipostes</td><td>system ogrzewania zwierząt</td></tr><tr><td>Czujnik oddechu</td><td>Graseby Medical Limited, Wielka Brytania</td><td>Nr ref. 2005100</td><td></td></tr><tr><td>Cewka RF</td><td>MR Solutions Ltd., Wielka Brytania</td><td>MRS-MVC</td><td>Cewka RF o objętości myszy 38 mm do badań ciała myszy</td></tr><tr><td>Przepływomierz SF</td><td>, Włochy</td><td>SF 3</td><td></td></tr><tr><td>Parownik sigma delta Intermed</td><td>Penlon Ltd., Wielka Brytania</td><td></td><td></td></tr><tr><td>Materials</td><td></td><td></td><td></td></tr><tr><td>Isoflurane</td><td>AST farma, Holandia</td><td></td><td></td></tr><tr><td>wazelina wazelina</td><td>wazelina Unilever, Wielka Brytania</td><td></td><td></td></tr><tr><td>Software</td><td></td><td></td><td></td></tr><tr><td>BART toolbox</td><td></td><td></td><td>https://mrirecon.github.io/bart/</td></tr> <tr><td>Mathematica 12.0</td><td>Wolfram Research, Inc., Stany</td><td></td><td></td>Zjednoczone</tr><tr><td>MATLAB 2019a</td><td>The MathWorks,Inc., Stany Zjednoczone</td><td></td><td></td></tr><tr><td>MEDIS Suite MR</td><td>Medis Medical Imaging Systems B.V., Holandia</td><td></td><td>Oprogramowanie do analizy obrazu</td></tr><tr><td>PC-SAM</td><td>SA Intuments, Inc., Stany Zjednoczone</td><td></td><td></td></tr><tr><td>Skan</td> <td>przedklinicznyMR Solutions Ltd., Wielka Brytania</td><td></td><td>Oprogramowanie do skanowania</td></tr><tr><td>Retrospektywa wersja 7.0</td><td>Amsterdam UMC, Holandia</td><td></td><td>Oprogramowanie do rekonstrukcji: https://github.com/Moby1971?tab=repositories</td></tr></tbody></table>

kwantyfikacja funkcji lewej komory serca myszy, napięcia mięśnia sercowego i sił hemodynamicznych za pomocą rezonansu magnetycznego układu sercowo-naczyniowego

Quantification of Mouse Heart Left Ventricular Function, Myocardial Strain, and Hemodynamic Forces by Cardiovascular Magnetic Resonance Imaging

Modele mysie znacząco przyczyniły się do zrozumienia czynników genetycznych i fizjologicznych związanych z prawidłowym funkcjonowaniem serca, jak perturbacje prowadzą do patologii i jak można leczyć choroby mięśnia sercowego. Rezonans magnetyczny układu sercowo-naczyniowego (CMR) stał się nieodzownym narzędziem do kompleksowej oceny anatomii i funkcji serca in vivo. Protokół ten przedstawia szczegółowe pomiary funkcji lewej komory serca myszy, napięcia mięśnia sercowego i sił hemodynamicznych przy użyciu CMR 7-Tesla. Najpierw demonstrowane jest przygotowanie i pozycjonowanie zwierząt w skanerze. Skany geodezyjne są wykonywane w celu planowania warstw obrazowania w różnych widokach krótkiej i długiej osi. Rejestruje się serię prospektywnych filmów krótkoosiowych (SA) wyzwalanych EKG (lub obrazów CINE) obejmujących serce od wierzchołka do podstawy, rejestrując fazę końcowoskurczową i końcoworozkurczową. Następnie jednowarstwowe, retrospektywnie bramkowane obrazy CINE są pozyskiwane w widoku SA śródkomorowym oraz w widokach 2-, 3- i 4-komorowych, a następnie rekonstruowane do obrazów CINE o wysokiej rozdzielczości czasowej przy użyciu niestandardowego oprogramowania typu open source. Obrazy CINE są następnie analizowane za pomocą dedykowanego oprogramowania do analizy obrazów CMR.
Wyznaczanie granic endomięśnia sercowego i nasierdzia na obrazach CINE końca skurczowego i rozkurczowego SA pozwala na obliczenie objętości końcowoskurczowej i rozkurczowej, frakcji wyrzutowej i rzutu serca. Obrazy SA CINE w środkowej komorze są nakreślone dla wszystkich ram czasowych serca w celu wyodrębnienia szczegółowej krzywej objętość-czas. Jego pochodna czasowa pozwala na obliczenie funkcji rozkurczowej jako stosunku fal wczesnego wypełnienia i obkurczania przedsionków. Na koniec ściany wsierdzia lewej komory w widokach 2-, 3- i 4-komorowym wyznacza się za pomocą śledzenia cech, na podstawie którego obliczane są parametry podłużnego obciążenia mięśnia sercowego i siły hemodynamiczne lewej komory. Podsumowując, protokół ten zapewnia szczegółową kwantyfikację in vivo parametrów serca myszy, którą można wykorzystać do badania czasowych zmian w funkcji serca w różnych mysich modelach chorób serca.

Zastosowano wcześniej opisany protokół, w którym grupę zdrowych myszy szczepu C57BL/6 typu dzikiego (n = 6, wiek 14 tygodni) poddano badaniu za pomocą skanera MRI 7-Tesla z wykorzystaniem cewki klatkowej o średnicy 38 mm. Podczas każdej sesji skanowania obrazy CINE SA w wielu przekrojach pozyskiwano przy użyciu sekwencji GRE z bramkowaniem prospektywnym, natomiast obrazy CINE w pojedynczych przekrojach w rzucie SA w połowie komory, 2CH, 3CH i 4CH pozyskiwano z bramkowaniem retrospektywnym. Reprezentatywne rekonstrukcje skanów z bramkowaniem retrospektywnym o wysokiej częstotliwości klatek, wykonane przy użyciu specjalistycznego oprogramowania do postprocessingu, przedstawiono w Supplemental Video 1. Z otrzymanych obrazów wyznaczono krzywe objętość-czas w cyklu serca (Rycina 5A) oraz odpowiadające im krzywe pierwszej pochodnej (dV/dt) w celu obliczenia parametrów funkcji skurczowej (EF = 72,4 ± 2,8%) i rozkurczowej (stosunek E'/A' = 1,5 ± 0,3) odpowiednio.
Obrazy CINE w widokach 2CH, 3CH i 4CH zostały przeanalizowane przy użyciu oprogramowania do analizy obrazu w celu określenia zmian wsponnego GLS (endoGLS) w cyklu serca (Rycina 5B) oraz odpowiadających im szczytowych wartości GLS (-22,8 ± 2,4%) jako miary odkształcenia mięśnia sercowego. Dodatkowo oprogramowanie oblicza średnią kwadratową (RMS) HDF w kierunku podłużnym (koniuszek-podstawa) (135,2 ± 31,7%) i poprzecznym (dolno-boczny-przednio- przegrodowy) (12,9 ± 5,0%). Dla każdego zwierzęcia możliwe jest również stworzenie profilu czasowego HDF, który wykazuje spójny wzorzec dodatnich i ujemnych pików reprezentujących wielkość i kierunek HDF podczas cyklu serca (Rycina 5C). Wyniki opisowe wszystkich parametrów końcowych zostały podsumowane na Rycini 5D.
<img alt="Wykresy funkcji skurczowej/rozkurczowej; objętość LV, odkształcenie mięśnia sercowego, siły hemodynamiczne; analiza serca." class="xfigimg" src="/files/ftp_upload/62595/62595fig05.jpg" data-altupdatedat="1788304762000" data-alt="Rycina 5"> 
Rycina 5: Ilościowa ocena parametrów funkcjonalnych LV w sercu myszy. (A) Reprezentatywna krzywa objętość-czas oraz odpowiadająca jej krzywa dV/dt. Ta druga przedstawia prędkość przepływu z wyraźnym wczesnym pikiem napełniania (E') i pikiem skurczu przedsionka (A'). (B) Reprezentatywna krzywa GLS wskazująca odkształcenie w kierunku podłużnym w trakcie cyklu serca. (C) Reprezentatywna krzywa HDF z wyraźnymi pikami siły w kierunku wierzchołek-podstawa, rozpoczynając od siły wyrzutu skurczowego, a następnie siły skierowanej w dół w przejściu między skurczem a rozkurczem, siły deceleracji fali E, przyspieszenia fali A oraz siły deceleracji. (D) Wyniki opisowe dla wszystkich zwierząt dla wartości EF, stosunku E'/A', szczytowego GLS oraz pierwiastka średniokwadratowego HDF w kierunkach wierzchołek-podstawa oraz dolno-boczny-przednio-przegrodowy. Wartości wyrażone jako średnia ± SD. Skróty: LV = lewa komora; V = objętość; t = czas; GLS = globalne odkształcenie podłużne; HDF = siły hemodynamiczne; EF = frakcja wyrzutowa. <a href="https://www.jove.com/files/ftp_upload/62595/62595fig05large.jpg" target="_blank">Kliknij tutaj, aby wyświetlić powiększoną wersję tej ryciny.</a>
Wideo uzupełniające 1: Reprezentatywna rekonstrukcja obrazów CINE z retrospektywnym bramowaniem w rzutach SA, 2CH, 3CH i 4CH. Skróty: SA = krótka oś; CH = komora. <a href="https://www.jove.com/files/ftp_upload/62595/Supplemental_Material_movie.mp4" target="_blank">Kliknij tutaj, aby pobrać to wideo.</a>
Materiały uzupełniające: <a href="https://www.jove.com/files/ftp_upload/62595/Supplemental_Material_script.nb" target="_blank">Kliknij tutaj, aby pobrać ten plik.</a>

To badanie opisuje kompleksowy protokół obrazowania metodą rezonansu magnetycznego układu sercowo-naczyniowego (CMR) w celu ilościowego określenia parametrów funkcjonalnych lewej komory serca myszy. Protokół opisuje pozyskiwanie, przetwarzanie końcowe i analizę obrazów CMR, a także ocenę różnych parametrów czynnościowych serca.

Kwantyfikacja funkcji lewej komory serca myszy, napięcia mięśnia sercowego i sił hemodynamicznych za pomocą rezonansu magnetycznego układu sercowo-naczyniowego

Mouse models have contributed significantly to understanding genetic and physiological factors involved in healthy cardiac function, how perturbations ...

Ten protokół CMRI ułatwia nieinwazyjną kwantyfikację in vivo parametrów funkcjonalnych serca myszy, w tym frakcji wyrzutowej, stosunku E do A, globalnego odkształcenia podłużnego i sił hemodynamicznych. Wszystkie funkcjonalne parametry serca można uzyskać z jednego badania MRI serca i nie są potrzebne żadne skomplikowane znakowanie ani gęste skany w celu ilościowego określenia siły lub sił hemodynamicznych. Dowody sugerują, że globalny szczep podłużny i siły hemodynamiczne są wczesnymi markerami diagnostycznymi niewydolności serca.Aby rozpocząć, umieść mysz w pozycji leżącej na kołysce myszy. Zaczep siekacze myszy w belce gryzącej na kołysce myszy i wyreguluj stożek nosowy, aby dobrze pasował. Sprawdź wzrokowo, czy oddech jest stabilny, poniżej 100 oddechów na minutę.Użyj wazeliny, aby włożyć sondę temperatury doodbytniczą i przyklej światłowodowy sondy temperatury do podstawki myszy. Umieść balon oddechowy na dolnej części brzucha myszy i zabezpiecz go taśmą. Włóż podskórnie dwie igły elektrody EKG w klatkę piersiową na wysokości przednich łap i delikatnie przyklej je taśmą, aby zapobiec ruchom.Umieść cewkę o częstotliwości radiowej lub RF na myszy i podłącz cewki. Następnie umieść kołyskę w otworze magnesu. Na koniec sprawdź, czy sygnał EKG jest nadal stabilny.Dostosuj parametry EKG i bramkowania oddechowego w oprogramowaniu do monitorowania EKG i sygnału oddechowego tak, aby punkty spustowe były generowane w szczytach R, ponieważ sygnał zmienia kolor na zielony tylko podczas płaskiej części sygnału oddechowego. Aby zminimalizować błędy bramkowania EKG, ustaw okres wygaszania o 10 do 15 milisekund krótszy niż interwał R-R i aktualizuj go przez całą sesję. Na podstawie początkowego zwiadu wykonaj bramkowane skanowanie echo gradientu z pojedynczą klatką z pięcioma wycinkami w trzech ortogonalnych kierunkach.W tym celu ułóż stosy plastrów w przybliżonym miejscu serca. Wykonaj bramkowanie pojedyncze dla wielowarstwowego skanowania zwiadowczego na krótkiej osi. W tym celu użyj poprzedniego zwiadowcy echa gradientowego, aby ustawić cztery do pięciu wycinków w pozycji środkowej lewej komory, prostopadle do długiej osi serca, aby znaleźć wstępne oszacowanie widoków krótkiej osi.Następnie w widoku strzałkowym sprawdź, czy plasterki są prostopadłe do długiej osi. W przypadku kolejnych skanów dostosuj liczbę ramek serca lub ramek końcowych tak, aby iloczyn ramek końcowych i czasu powtórzenia wynosił około 60 do 70% interwału R-R. Wykonaj bramkowane skanowanie echa gradientowego pojedynczego plasterka, aby wygenerować 2-komorowy zwiadowca z długą osią.W tym celu użyj krótkiej osi i początkowych skanów zwiadowczych echa gradientowego, aby ustawić wycinek prostopadły do widoku krótkiej osi, biegnący równolegle do punktów połączeń między lewą i prawą komorą. Przesuń ten plasterek na środek lewej komory i sprawdź na obrazie koronalnym zwiadowcy echa gradientowego, czy wycinek jest wyrównany z osią długą lewej komory w taki sposób, że jest umieszczony przez wierzchołek. Lub utwórz kolejny bramkowany pojedynczy plasterek gradientu echo, aby wygenerować 4-komorowy skan zwiadowczy.W tym celu ustaw wycinek prostopadły do 2-komorowego skanu zwiadowczego i wyrównaj do środka długiej osi tak, aby plasterek przechodził przez zastawkę mitralną i wierzchołek. W widokach z krótką osią wyreguluj plaster tak, aby był umieszczony równolegle do tylnej i przedniej ściany komory oraz między dwoma mięśniami brodawkowatymi. Sprawdź, czy plasterek pozostaje w środku komory przez cały cykl pracy serca.W przypadku pomiarów funkcji skurczowej należy wykonać bramkowane sekwencyjne, wielowarstwowe skanowanie echa gradientowego o krótkiej osi. W tym celu umieść plasterek środkowej komory prostopadły do długiej osi lewej komory w widokach 2-komorowych i 4-komorowych w środku serca i zwiększ liczbę plastrów, aby pokryć serce od podstawy do wierzchołka. W przypadku poniższych skanów bramkowanych retrospektywnie wyłącz wszystkie prospektywne funkcje bramkowania serca i oddechu.Zanotuj częstość akcji serca i oddechu przed i po każdym retrospektywnie bramkowanym skanowaniu i wykorzystaj te wartości do celów rekonstrukcyjnych później. Wykonaj trzy sekwencyjne, jednowarstwowe, retrospektywnie bramkowane skany echa gradientowego na krótkiej osi w celu ilościowego określenia stosunku E'A' oraz widoki 2-komorowe i 4-komorowe, niezbędne do ilościowego określenia wartości napięcia mięśnia sercowego i siły hemodynamicznej. Jeśli orientacje skauta 2-komorowego i 4-komorowego są nieoptymalne, dostosuj orientacje przed wykonaniem skanowania 2-komorowego i 4-komorowego.Na koniec wykonaj retrospektywnie bramkowane, jednowarstwowe skanowanie echa gradientowego w widoku 3-komorowym. W tym celu umieść plasterek prostopadle do widoku krótkiej osi środkowej komory i obróć plasterek o 45 stopni, aby przejść od przedniej ściany do mięśnia brodawkowatego znajdującego się najbliżej tylnej ściany. Sprawdź wycinek o krótkiej osi podstawy, aby zobaczyć, czy plaster przechodzi przez zastawkę mitralną i aortalną.Sprawdź widok 4-komorowy z długą osią, aby określić, czy przekrój przechodzi przez wierzchołek. Otwórz retrospektywę oprogramowania do rekonstrukcji i załaduj plik danych pierwotnych odpowiadający retrospektywnie bramkowanemu skanowi MRI. Sprawdź surowy sygnał nawigatora i zwróć uwagę, że wyższe piki sygnału reprezentują częstotliwość oddechową, a niższe piki sygnału reprezentują tętno.Dodatkowo sprawdź, czy automatycznie wykryte tętno odpowiada 10% wartości obserwowanych podczas każdego skanowania. Jeśli nie, ręcznie dostosuj te wartości, ponieważ automatyczne wykrywanie nie powiodło się. Naciśnij przycisk Filtr, aby przeprowadzić analizę nawigatora, która oddziela nawigatora serca od nawigatora oddechowego.Ustaw liczbę ramek CINE na 32 i naciśnij przycisk sortuj k-space. Wybierz odpowiednie ustawienia dla regularyzacji skompresowanego wykrywania i naciśnij przycisk Rekonstruuj. Po zakończeniu rekonstrukcji obejrzyj film CINE, aby ocenić rekonstrukcję.Eksportuj obrazy DICOM w celu dalszej analizy za pomocą funkcji Eksport DCM. Aby dokonać oceny wolumetrycznej lewej komory, wybierz wielowarstwowe obrazy skanowania o krótkiej osi i załaduj je do wtyczki do pomiarów wolumetrycznych. Użyj narzędzi do konturowania, aby podzielić granice endomięśnia sercowego na ramy końcowoskurczowe i końcoworozkurczowe.W przypadku pomiarów rozkurczowych wybierz obrazy CINE o krótkiej osi środkowej komory i załaduj je do wtyczki do pomiarów wolumetrycznych. Użyj narzędzi do konturowania, aby podzielić obramowanie wsierdzia na segmenty dla wszystkich ramek. Porównaj segmentację sąsiednich ramek, a także wygenerowane krzywe objętości w czasie, aby zapewnić płynne przejścia segmentacji w całym cyklu pracy serca.Zwróć uwagę na wyraźne fazy napełniania E i A. Wyeksportuj objętość mięśnia sercowego lewej komory serca i odpowiadające im znaczniki czasu, a następnie załaduj wartości do niestandardowego skryptu dostarczonego w materiale uzupełniającym, aby obliczyć współczynnik E'A'. Do obliczeń odkształceń i sił hemodynamicznych wybierz 2-komorowe, 3-komorowe i 4-komorowe obrazy CINE o długiej osi i załaduj je do wtyczki w celu pomiarów objętościowych.Użyj narzędzi do konturowania, aby podzielić obramowanie wsierdzia na segmenty dla wszystkich ramek we wszystkich trzech orientacjach. Porównaj segmentację sąsiednich ramek, aby zapewnić płynne przejścia segmentacji w całym cyklu pracy serca. Po narysowaniu konturów we wtyczce do pomiarów objętościowych uruchom wtyczkę do analizy odkształcenia i siły hemodynamicznej.Przypisz każdy z pozyskanych zestawów danych do odpowiednich etykiet dla widoków 2-komorowych, 3-komorowych i 4-komorowych, a następnie wykonaj analizę odkształceń. W celu analizy siły hemodynamicznej narysuj średnicę zastawki mitralnej w ramie końcoworozkurczowej we wszystkich trzech orientacjach i narysuj średnicę aorty na obrazie 3-komorowej długiej osi. Pokazano reprezentatywne rekonstrukcje skanów bramkowanych retrospektywnie z dużą liczbą klatek na sekundę przy użyciu niestandardowego oprogramowania do przetwarzania końcowego.Na podstawie uzyskanych obrazów wyznaczono krzywe objętości w czasie podczas cyklu pracy serca, a także odpowiadające im pierwsze krzywe pochodne do obliczania odpowiednio parametrów funkcji skurczowej i rozkurczowej. Obrazy CINE z dwu-, trzy- i czterokanałowym widokiem analizowano przy użyciu oprogramowania do analizy obrazu w celu określenia globalnego obciążenia podłużnego wsierdzia lub zmian GLS w całym cyklu serca i odpowiadających im wartości GLS jako miary obciążenia mięśnia sercowego. Dla każdego zwierzęcia możliwe jest również wytworzenie profilu czasowego siły hemodynamicznej, który jest zgodny ze spójnym wzorcem dodatnich i ujemnych pików, które reprezentują wielkość i kierunek siły hemodynamicznej podczas cyklu pracy serca.Podsumowano opisowe wyniki wszystkich parametrów wyniku. Bardzo ważne jest, aby oprogramowanie do monitorowania EKG i sygnału oddechowego konsekwentnie wykrywało szczyty R. W przeciwnym razie wyzwalanie nie jest optymalne, co może wydłużyć czas skanowania i obniżyć jakość obrazu.Aby uzyskać optymalną jakość obrazu serca, ważne jest, aby znaleźć najlepszy kompromis między całkowitym czasem obrazowania, liczbą ramek serca i stopniem regularyzacji podczas rekonstrukcji.

quantification-mouse-heart-left-ventricular-function-myocardial

Research

JoVE Journal

Bioengineering

Bioinżynieria

Wysokoczęstotliwościowe ultradźwięki Dopplera to nowatorska technologia służąca do oceny regionalnej funkcji mięśnia sercowego. Niniejsza praca przedstawia pierwsze dowody wykazujące przydatność tej wszechstronnej platformy obrazowania do wielokrotnego pomiaru odkształcenia mięśnia sercowego, dp/dt oraz niedomykalności zastawki mitralnej w modelu niedokrwienia i reperfuzji (IR) serca mysiego.

Wysokoczęstotliwościowa echokardiografia o wysokiej rozdzielczości: pierwsze dowody na nieinwazyjny, powtarzalny pomiar odkształcenia mięśnia sercowego, kurczliwości i niedomykalności zastawki mitralnej w modelu niedokrwienia i reperfuzji serca myszy

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)

Dysfunkcja prawej komory (RV) jest kluczowa dla patogenezy chorób sercowo-naczyniowych, jednak dostępne są ograniczone metodologie jej oceny. Ostatnie postępy w obrazowaniu ultrasonograficznym zapewniają nieinwazyjną i dokładną opcję podłużnego badania RV. W tym artykule szczegółowo opisujemy krok po kroku metodę echokardiograficzną wykorzystującą mysi model przeciążenia ciśnienia RV.

Ocena struktury i funkcji prawej komory serca w mysim modelu zwężenia tętnicy płucnej za pomocą echokardiografii przezklatkowej

To badanie pokazuje udane wprowadzenie obrazowania metodą rezonansu magnetycznego jako nieinwazyjnego narzędzia do oceny nieprawidłowości serca u myszy dotkniętych autoimmunologicznym zapaleniem mięśnia sercowego.  Dane wskazują, że technika ta może być stosowana do monitorowania postępu choroby u żywych zwierząt.

Nieinwazyjna ocena nieprawidłowości serca w eksperymentalnym autoimmunologicznym zapaleniu mięśnia sercowego za pomocą obrazowania za pomocą rezonansu magnetycznego u myszy

Celem tego protokołu jest nieinwazyjna ocena zmian strukturalnych i funkcjonalnych w mysim modelu choroby serca powstałych w wyniku poprzecznego zwężenia aorty, przy użyciu echokardiografii w trybie B i M oraz obrazowania dopplerowskiego kolorem/falą tętna.

Ocena zmian morfologicznych i czynnościowych serca w mysim modelu poprzecznego zwężenia aorty za pomocą obrazowania echokardiograficznego

Ten protokół zawiera szczegółowy opis podejścia echokardiograficznego do kompleksowego fenotypowania funkcji serca i zastawki serca u myszy.

Podejścia echokardiograficzne i protokoły do kompleksowej charakterystyki fenotypowej choroby zastawkowej serca u myszy

Funkcja przedsionków jest związana z odkształceniem i szybkością odkształcania. W tym badaniu zastosowano technikę śledzenia cech rezonansu magnetycznego serca (CMR-FT) w celu ilościowego określenia globalnego i segmentowego naprężenia podłużnego lewego i prawego przedsionka oraz szybkości odkształcania u osób z napadowym migotaniem przedsionków.

Szacowanie obustronnej funkcji przedsionków za pomocą śledzenia cech rezonansu magnetycznego układu krążenia u pacjentów z napadowym migotaniem przedsionków

Opisano metodę pomiaru ciśnienia w lewej komorze (LV) u myszy w okresie embrionalnym i neonatalnym. Ciśnienie mierzy się poprzez wprowadzenie igły połączonej z przetwornikiem wypełnionym cieczą do LV pod kontrolą ultradźwięków. Podczas realizacji protokołu eksperymentalnego należy zadbać o utrzymanie prawidłowej funkcji serca.

Pomiar ciśnienia w lewej komorze u myszy w późnym okresie embrionalnym i neonatalnym

Opisano metodologię szacowania orientacji włókien komorowych na podstawie obrazów in vivo geometrii serca pacjenta do spersonalizowanego modelowania. Walidacja metodologii przeprowadzona przy użyciu normalnych i niewydolnych serc psów pokazuje, że nie ma znaczących różnic między szacowaną a nabytą orientacją włókien na poziomie klinicznie obserwowalnym.

Modelowanie serca w zależności od pacjenta: ocena orientacji włókien komorowych

Generowanie wyrównanej tkanki mięśnia sercowego jest kluczowym wymogiem dla dostosowania najnowszych osiągnięć w biologii komórek macierzystych do klinicznie użytecznych celów. W tym artykule opisujemy podejście do druku mikrokontaktowego w celu precyzyjnej kontroli kształtu i funkcji komórki. Korzystając z wysoce oczyszczonych populacji embrionalnych komórek progenitorowych serca pochodzących z embrionalnych komórek macierzystych, generujemy anizotropową funkcjonalną tkankę mięśnia sercowego.

Generowanie wyrównanej funkcjonalnej tkanki mięśnia sercowego poprzez drukowanie mikrokontaktowe

Naucz się kwantyfikować funkcję lewej komory serca myszy za pomocą rezonansu magnetycznego. Ta metoda umożliwia nieinwazyjną ocenę frakcji wyrzutowej, globalnego odkształcenia podłużnego i sił hemodynamicznych.

Kwantyfikacja funkcji lewej komory serca myszy, napięcia mięśnia sercowego i sił hemodynamicznych za pomocą rezonansu magnetycznego układu sercowo-naczyniowego (Wideo) | JoVE Journal

Kwantyfikacja funkcji lewej komory serca myszy, napięcia mięśnia sercowego i sił hemodynamicznych za pomocą rezonansu magnetycznego układu sercowo-naczyniowego

Przeglądaj więcej filmów