Ressonância magnética com contraste de fase para avaliar o fluxo sanguíneo nas artérias de um rato

Resumo

Fonte: Chiu, S., et al. Ressonância Magnética de Contraste de Fase na Artéria Carótida Comum de Rato. J. Vis. Exp. (2018).

Este vídeo demonstra a ressonância magnética de contraste de fase (PC-MRI) para medir o fluxo sanguíneo na artéria carótida comum de um rato. Depois de fixar um rato anestesiado no leito de ressonância magnética e garantir parâmetros fisiológicos estáveis, a artéria carótida comum é escaneada para capturar imagens em intervalos definidos. O fluxo sanguíneo é então calculado a partir dessas imagens para avaliar as alterações ao longo do ciclo cardíaco.

Protocolo

Todos os procedimentos envolvendo modelos animais foram revisados pelo comitê institucional local de cuidados com animais e pelo conselho de revisão veterinária do JoVE.

1. Preparação e Monitoramento de Animais

1. Deixe todos os objetos magneticamente suscetíveis, como carteiras, chaves, cartões de crédito, etc. fora da sala de scanner antes de iniciar a preparação do animal para a ressonância magnética.
2. Inicialmente anestesiar o rato (rato Sprague-Dawley (SD) macho de 2 meses, 280–350 g) em uma caixa de indução usando uma mistura de isoflurano a 5% (ISO) e oxigênio (2 L/min) por 3–5 min, conforme necessário.
3. Quando o animal estiver deitado e não apresentar resposta a um beliscão da cauda ou do dedo do pé, interrompa a administração de ISO e transfira o animal para a sala de digitalização.
4. Coloque o rato na cama de ressonância magnética em uma posição de cabeça para baixo e forneça 2-3% de ISO por meio de um dispositivo de cone nasal para manter a anestesia.
5. Monitore a respiração colocando um sensor de travesseiro respiratório sob o torso do animal.
6. Conecte o sensor a um sistema respiratório e verifique a frequência respiratória entre 40-50 batimentos por minuto (bpm).
7. Para aquisição de PC-MRI com cine-gated, coloque um eletrodo na pata dianteira direita e na pata traseira esquerda, respectivamente (Figura 1a).
8. Torça os cabos de eletrocardiografia (ECG) juntos.
9. Use um suporte de cabeça com barras de orelha e uma barra de mordida para prender o animal e restringir o movimento da cabeça.
10. Use um sistema de aquecimento de ar quente ou compressas de gaze para manter a temperatura corporal enquanto estiver no ímã.
11. Certifique-se de que a onda R esteja clara no monitor de ECG (Figura 1b) e coloque o animal no scanner. Não há necessidade de colocar a bobina de superfície no topo do pescoço do animal, pois as imagens são adquiridas pela bobina de volume.

2. Aquisição de ressonância magnética

1. Use ISO de 2 a 3% para manter a anestesia durante todo o procedimento de imagem. Monitore continuamente as respostas fisiológicas e mantenha-se o mais constante possível.
2. Inicie os exames de ressonância magnética assim que o animal for colocado dentro do scanner e continuar fisiologicamente estável. Neste estudo, use um sistema de ressonância magnética de pequenos animais de 7 T com uma força de gradiente de 630 mT / m, mas outras intensidades de campo de sistemas de ressonância magnética de pequenos animais podem ser usadas.
3. Selecione a sequência "Localizer" no monitor do console do scanner de ressonância magnética e adquira imagens scout ao longo de todas as três orientações usando qualquer sequência rápida de aquisição de imagem, , por exemplo, o eco de rotação rápida, para criar imagens coronais, axiais e sagitais. O objetivo dessas imagens de reconhecimento é determinar os planos de imagem.
4. Certifique-se de que o centro da cabeça e do pescoço do animal esteja no centro do ímã. Se necessário, ajuste a posição do animal até que a posição correta seja alcançada. Se o animal for reposicionado, repita a varredura para obter imagens de batedores.
5. Selecione a sequência "Angiografia de tempo de voo (TOF)" no monitor do console do scanner de ressonância magnética e adquira uma angiografia TOF 2D primeiro para verificar a localização anatômica precisa da artéria carótida comum (CCA). Use os seguintes parâmetros de varredura: tempo de repetição (TR)/ tempo de eco (TE)=22/4,87 ms, ângulo de inversão = 90°, campo de visão (FOV) = 40 × 40 mm², tamanho da matriz = 256 × 256, espessura do corte 0,6 mm, com o número de excitação (NEX) = 1.
   NOTA: O nome da sequência TOF pode ser específico do vendedor. O usuário pode inserir esses parâmetros no monitor do console.
6. Certifique-se de que a banda de saturação esteja "ligada" e colocada na parte superior para evitar interferência de sinais venosos.
   NOTA: Para a banda de saturação, ela geralmente vem com a sequência TOF. Se a banda de saturação não aparecer no monitor, notifique o técnico.
7. Depois de localizar o CCA usando a angiografia TOF, direcione o plano da imagem do PC-MRI para o centro do CCA e oriente-o de forma que o corte seja perpendicular à direção do fluxo sanguíneo (Figura 2a).
8. Certifique-se de que a respiração e o ECG estejam conectados ao sistema de ressonância magnética, mostrando o sinal claro no computador monitor (Figura 1b) e defina o módulo de disparo para estar "ligado" no "Modo de disparo" do monitor do console do scanner de ressonância magnética.
9. Confirme se as respostas fisiológicas do animal estão estáveis antes de iniciar a varredura de PC-MRI do computador de monitoramento (Figura 1b). Verifique se as seleções de passagem estão "ativadas" no computador monitor e no monitor do console do scanner de ressonância magnética.
   NOTA: O sistema de monitoramento de fisiologia usado neste estudo é fornecido pelo vendedor. Para a maioria dos scanners de animais, sistemas de monitoramento de fisiologia semelhantes são fornecidos e são específicos do vendedor.
10. Selecione a sequência da sequência de PC-MRI no monitor do console do scanner de ressonância magnética e execute varreduras de PC-MRI fechadas usando os seguintes parâmetros: TR/TE=15,55/4,51 ms (mínimo TR e TE), ângulo de inversão = 30°, FOV = 40 × 40 mm², tamanho da matriz = 192 × 192, espessura do corte = 2 mm, codificação de velocidade (VENC) = 120 cm/s, com NEX=8. O VENC unidirecional é adquirido na direção do plano de passagem.
    NOTA: O tempo de varredura é de aproximadamente 8,5 min, mas o tempo real de varredura pode ser ligeiramente diferente entre os animais devido à variação nos ciclos cardíacos.
11. Repita as etapas 2.6 a 2.9 da aquisição da imagem se a região de interesse (ROI) for alterada para outro local no CCA, como na bifurcação.
12. Remova o animal do scanner e devolva-o à sua gaiola de recuperação quando a varredura estiver concluída.
13. Aqueça o animal com uma lâmpada de aquecimento para manter a temperatura corporal. Mantenha a lâmpada a pelo menos 15 cm de distância do animal para evitar superaquecimento.
14. Quando o animal começar a se mover e exibir uma resposta a um beliscão da cauda ou do dedo do pé, desligue a lâmpada de aquecimento.

Resultados

Figura 1: Monitoramento de animais. (a) Os eletrodos de ECG são colocados na pata dianteira direita e na pata traseira esquerda, e o sensor do travesseiro respiratório é colocado sob o torso do animal. (b) O ECG e os sinais respiratórios são claramente visíveis no monitor.

Materiais

Lista de materiais utilizados neste artigo

Nome	Empresa	Número de catálogo	Comentários
7T small animal MRI system	Bruker
Isoflurane	Baxter	1001936040	Anesthetic
ECG deriva	3M	2269T
Sistema de monitoramento e gating	SA instruments, Inc	Modelo 1030