Avaliação da função cardíaca e Morfologia do miocárdio Usando Pequenos Animais Inversion Recovery Olha-locker (SALLI) MRI em ratos

Resumo

A ressonância magnética cardíaca maior contraste (CMR) permite abrangente In vivo Avaliação do coração em pequenos modelos animais de doença cardiovascular. Aqui detalhamos os procedimentos para realizar CMR imagem, reconstrução e análise usando Pequenos Animais Inversion Recovery Lock-Locker (SALLI) em ratos.

Resumo

Pequeno animal ressonância magnética é uma importante ferramenta para estudar a função cardíaca e alterações no tecido do miocárdio. As altas taxas de coração de animais de pequeno porte (200 a 600 batimentos / min) já limita o papel da CMR imagem. Pequeno animal Look-Locker recuperação de inversão (SALLI) é uma seqüência de mapeamento T1 para pequenos animais para superar este problema ^1. Mapas T1 fornecer informações quantitativas sobre alterações teciduais e cinética agente de contraste. Também é possível detectar processos difusa do miocárdio, tais como fibrose intersticial ou edema ^1-6. Além disso, a partir de um único conjunto de dados de imagem, é possível examinar a função do coração e cicatrizes do miocárdio através da geração de cine e inversão de recuperação preparados final imagens de RM do tipo realce pelo gadolínio ^1.

O vídeo apresentado mostra passo-a-passo os procedimentos para realizar pequenos animais CMR imagem. Aqui é apresentado um Sprague-Dawl saudáveley rato, no entanto, naturalmente, pode ser estendida a diferentes modelos de animais pequenos cardíacas.

Introdução

A miocardite é uma causa importante da falha cardíaca aguda, a morte súbita, a cardiomiopatia dilatada crónica ^7. CMR foi estabelecido como a técnica padrão ouro para a medida da função e para a análise de tecido vivo. Novas técnicas de imagem e melhorias na imagem pode não só melhorar o diagnóstico de miocardite, mas também auxiliar o estudo da fisiopatologia e identificação de alvos terapêuticos velocidade ^8-10. Imagens de pequenos animais é uma importante ferramenta para o estudo de doenças cardiovasculares. Técnicas rotineiramente utilizadas na clínica CMR, como realce pelo gadolínio tardio (LGE), não podem ser facilmente transferidos para pequenas CMR animais devido às altas taxas coração dos animais, mas já pode ser mostrado ^11. O pequeno animal Look-Locker recuperação de inversão (SALLI) abordagem gera dados de imagem multi-modais define permitindo a avaliação abrangente de ambos função cardíaca e morfologia (Figuras 1 Aº 3). Aqui vamos mostrar, em detalhes, o procedimento e configuração para imagens de pequenos animais com um protocolo típico SALLI. Em particular, mostramos a reconstrução e análise dos conjuntos T1 de dados de imagem.

Protocolo

1. Preparação

1.1. Anestesia das ratazanas

1. Colocar o rato dentro de uma câmara de pré-preenchido com isoflurano (dependendo do tamanho da câmara de cerca de 3 minutos, de 5%) para anestesiar os ratos.
2. Uma vez anestesiados, retire o rato e pesar.
3. Colocar o nariz do rato dentro da máscara da anestesia (2-3% de isoflurano em oxigénio de 1 L / min), para manter a anestesia. Durante a anestesia com isoflurano, os batimentos cardíacos de ratos diminuir a 300-340 bpm (380-420 bpm em ratos).

1.2. Inserir uma cânula na veia da cauda

1. Lava-se a cauda do rato com água morna (38 ° C) e o sabão para permitir que os vasos sanguíneos para ser mais facilmente visível.
2. Canular ou veia, o que pode ser facilmente visto sobre a face lateral da cauda. Utilizando um cateter IV L 22-24, começam as tentativas de aproximadamente 1/3 da forma da ponta.
3. Se os esforços iniciais são mal sucedidos, tente novamente mais proximal.
4. Tirar sangue samPLE para análise de hematócrito (necessário para calcular fração de volume extracelular = ECV).
5. Fixe o cateter iv com cola de pele e fita.

1.3. Posicionamento dos eletrodos

1. Limpe todos os coxins com algodão embebido em álcool saturado ou com água e sabão.
2. Quatro eléctrodos são necessários, um para cada um dos pés.
3. Conecte os eletrodos no meio da pata e prenda-os com fita adesiva.
4. Torção ou trançar os cabos de ECG em torno de si, para minimizar a formação de laçadas que causariam interferência com o sinal de ECG.

2. Exploração

2.1. Posicionamento do animal e monitorização

1. Colocar o rato na posição supina ou propenso para o tubo de imagem e posição do coração no centro da bobina.
2. Dispor o rato de modo que o seu nariz repousa no cone que proporciona anestesia com isoflurano (2-3% em oxigénio de 1 L / min). O rato é permitido respirarlivremente ao longo do procedimento de imagem inteira.
3. Coloque o sensor do termômetro no orifício anal e corrigi-lo em cima da mesa com fita adesiva.
4. A temperatura do corpo é mantida a 38 ± 1 ° C por um sistema de aquecimento de água quente. A manta de aquecimento é colocada sob o aspecto inferior do animal que se estende para fora da bobina. Por favor, veja a representação esquemática da instalação experimental de ressonância magnética (Figura 2) para mais detalhes.
5. Conecte os eletrodos de ECG, uma vez que o sinal de ECG é estável começar imagem.

2.2. Parâmetros de protocolo / Imagem Digitalização

1. Neste estudo Ingenia um sistema de ressonância magnética clínica 3.0T Philips com uma bobina, com 70 mm de diâmetro interno foi usado [requisitos do sistema de RM é um pequeno furo (por exemplo, 16 cm) ou grande diâmetro (tamanho humano, por exemplo, 65 cm) com pequeno animal dedicado bobina, capacidade de propagação de ECG para a freqüência cardíaca de até 500/min, o suprimento de oxigênio e um sistema de remoção de gases anestésicos].
2. Comece com uma pesquisa para localizar o coração no centro do campo de vista de MRI.
3. Uma vez que é a posição correcta, prosseguir com duas câmaras e quatro câmaras cine MRI vista a determinar a geometria da pilha de imagens de eixo curto.
4. Para SALLI, a posição mid-cavidade fatia eixo curto nos dois e imagens de quatro câmaras (PreSALLI). Uma combinação de 4000 mseg duração de aquisição e 4000 mseg duração do relaxamento permite a recuperação suficiente da magnetização ao longo do eixo z e evita o sobreaquecimento dos gradientes. Para permitir a análise funcional, as fases devem ser definidos para pelo menos 12, com Undersampling temporal do fator 2 para acelerar a aquisição.
5. Injectar o agente de contraste à base de gadolínio para o cateter, sem mover o rato. Espere cinco minutos.
6. Comece a planejar SALLI como multislice pilha eixo curto, consistindo de pelo menos 7 fatias (fatia de espessura 2,4 milímetros). Posicionar as fatias de modo que o mais distai está abaixo da ponta do coração e tele de nível superior é apenas distal das válvulas cardíacas. Tentar assegurar que os eixos curtos são perpendiculares ao septo. Quase todos os 30 minutos (em torno de três Sallis) injetar outra dose de agente de contraste.
7. Quando a aquisição da imagem estiver concluída remover o rato do scanner e permitir que ele se recuperar da anestesia.

3. Reconstrução da Imagem

Reconstrução da imagem podem ser realizadas on-line através de parâmetros pré-definidos, de reconstrução ou offline usando uma ferramenta de reconstrução de imagem dedicado:

3.1. Reconstrução online

1. Vários parâmetros podem ser definidos incluindo:

• Para o mapeamento T1: localização e largura da janela de reconstrução no ciclo cardíaco (por exemplo, de 50 a 100 ms para alcançar sistólica mapa T1 no ritmo cardíaco 300/min)
• Para IR-preparados (LGE) Imagens: localização e largura do tempo de inversão (TI) janela e número de imagens a ser wi reconstruídofina que a janela (por exemplo TI 100-300 ms, 5 imagens, para gerar 5 imagens LGE com TIs 100-150-200-250-300 ms).

3.2. Desligada Reconstrução

1. Ao usar um pacote de software dedicado (Gyrotools, Zurique, Suíça) para a reconstrução de imagem, extrair os três conjuntos de dados (cine MR, inversão recuperação e mapas T1) de uma forma mais interativa.
2. Ajuste a definição de final da sístole ou no final da diástole para o T1, selecionando a imagem cine correspondente.
3. Visualize mapas T1 como mapas de cores. Encontre os valores exatos, passando o mouse sobre uma área de interesse. As imagens podem ser armazenadas em vários formatos de imagem para análise posterior (por exemplo, cálculo de ECV de valores pré-e pós-contraste T1 de miocárdio e de uma acumulação de sangue) ^12.

Resultados

Aqui vamos demonstrar os resultados de um saudável Sprague Dawley. Com uma configuração de animais bem preparados nós descrito antes, é possível obter um sinal de ECG estável. Semelhante aos protocolos de ressonância magnética cardíaca humanos, começamos com uma pesquisa para localizar o coração. Se a posição do rato na bobina é correcta, continuamos com uma vista de duas câmaras e um de quatro câmaras para detectar a geometria para a pilha SALLI.

A técnica SALLI produz três tipos de imagens...

Discussão

Aqui apresentamos um método para gerar multi-modalidade (cine MR, inversão-recuperação e T1 mapas) imagens de RM em pequenos animais. Pesquisa animal pequeno desempenha um papel cada vez mais importante na pesquisa da doença cardiovascular e CMR é uma ferramenta poderosa, permitindo-nos a estudar a composição do miocárdio função, estrutura e tecido. No entanto, pequenos animais CMR tem uma série de desafios únicos devido às altas taxas de coração e de tamanho pequeno coração. Melhores métodos de imagiologia, incluindo o...

Materiais

Lista de materiais utilizados neste artigo

Nome	Empresa	Número de catálogo	Comentários
Fita adesiva (Silkafix)	Lohmann und Rauscher	34327
Gadopentetat-Dimeglumin (Magnevist)	Bayer	G-00012163	2mmol/Kg
Introcan Safety-W (G24)	B. Braun	4254503-01
Red Dot, Eletrodo de monitoramento neonatal com fio condutor pré-anexado	3M	2269T
Cola para a pele (Histoacryl)	B. Braun
1050052 Balanças (Tipo 440)	Kern	95088
Desinfecção da pele (Softasept N)	B. Braun Petzold	360250
Termômetro	LumaSense Technologies	Luxtron 812