Quantificação da função ventricular esquerda do coração do rato, tensão do miocárdio e forças hemodinâmicas por ressonância magnética cardiovascular

Este protocolo CMRI facilita a quantificação in vivo não invasiva dos parâmetros funcionais cardíacos do mouse, incluindo fração de ejeção, razão E sobre A, cepa longitudinal global e forças hemodinâmicas. Todos os parâmetros cardíacos funcionais podem ser obtidos a partir de um único exame de ressonância magnética cardíaca e não são necessários taging complexo ou varreduras densas para quantificar forças ou forças hemodinâmicas. Evidências sugerem que a tensão longitudinal global e hemodinâmica forçam marcadores diagnósticos precoces de insuficiência cardíaca.

Para começar, coloque o mouse na posição supina no berço do mouse. Enganchar os incisivos do mouse na barra de mordidas no berço do mouse e ajuste o cone do nariz para caber corretamente. Verifique visualmente se a respiração está estável, abaixo de 100 respirações por minuto.

Use geleia de petróleo para inserir a sonda de temperatura retal e tape o cabo de fibra óptica da sonda de temperatura no berço do mouse. Coloque o balão respiratório no abdômen inferior do mouse e fixe-o com fita adesiva. Insira duas agulhas de eletrodo ECG subcutâneas no tórax na altura das prevedas e grave-as suavemente para evitar o movimento.

Coloque a frequência de rádio ou a bobina RF sobre o mouse e conecte os cabos da bobina. Em seguida, coloque o berço no furo do ímã. Finalmente, verifique se o sinal ECG ainda está estável.

Ajuste os parâmetros de ECG e gating respiratório dentro do ECG e do software de monitoramento de sinais respiratórios, de modo que os pontos de gatilho sejam gerados nos picos R à medida que o sinal fica verde apenas durante a porção plana do sinal respiratório. Para minimizar os erros de gating do ECG, defina um período de em branco de 10 a 15 milissegundos mais curto que o intervalo R-R e continue atualizando-o durante toda a sessão. Com base no scout inicial, realize uma varredura de eco de gradiente de quadro único com cinco fatias em três direções ortogonais.

Para isso, posicione as pilhas de fatias na localização aproximada do coração. Execute um single fechado para uma varredura de batedor de eixo curto de várias fatias. Para isso, use o escotismo gradiente anterior para posicionar de quatro a cinco fatias em uma posição ventricular média esquerda, perpendicular ao longo eixo do coração para encontrar uma estimativa inicial das vistas do eixo curto.

Em seguida, na visão sagital, verifique se as fatias são perpendiculares ao eixo longo. Para as varreduras subsequentes, ajuste o número de quadros cardíacos ou quadros finais de modo que o produto de quadros finais e tempo de repetição seja de cerca de 60 a 70% do intervalo R-R. Realize uma varredura de eco de gradiente de fatia única fechada para gerar o longo eixo de 2 câmaras.

Para este fim, use o eixo curto e os escotismo de gradiente inicial para posicionar uma fatia perpendicular à visão do eixo curto, correndo paralelamente aos pontos de conexão entre o ventrículo esquerdo e direito. Mova esta fatia para o meio do ventrículo esquerdo e verifique a imagem coronal do batedor de eco gradiente se a fatia estiver alinhada com o eixo longo ventricular esquerdo, de tal forma que ela seja colocada através do ápice. Ou formar outra varredura de gradiente de fatia única fechada para gerar a varredura de 4 câmaras.

Para este fim, posicione uma fatia perpendicular aos batedores de duas câmaras e alinhe-se ao centro do eixo longo de tal forma que a fatia passe pela válvula mitral e pelo ápice. Nas vistas de eixo curto, ajuste a fatia de tal forma que ela seja colocada paralelamente à parede ventricular posterior e anterior e entre os dois músculos papilares. Verifique se a fatia permanece no centro do ventrículo durante todo o ciclo cardíaco.

Para uma função sistólica, as medidas de função sistólica realizam uma varredura de eco de gradiente sequencial e sequencial de eixo curto. Para este fim, posicione uma fatia ventricular média perpendicular ao eixo longo ventricular esquerdo nas vistas de 2 câmaras e 4 câmaras no centro do coração, e aumente o número de fatias para cobrir o coração da base para o ápice. Para os seguintes exames armazenados retrospectivamente, desligue todas as possíveis funcionalidades de gating cardíaco e respiratório.

Anote a taxa cardíaca e respiratória antes e depois de cada varredura retrospectivamente fechada e use esses valores para fins de reconstrução mais tarde. Realize três ecos de gradiente de fatia única sequencial em eixo curto para quantificação da razão E'A', e vistas de 2 câmaras e 4 câmaras, necessárias para quantificação de cepas miocárdias e valores de força hemodinâmica. Se as orientações de 2 câmaras e 4 câmaras são subótimas, adapte as orientações antes de realizar as varreduras de 2 câmaras e 4 câmaras.

Finalmente, realize um eco de gradiente de uma única fatia em uma visão de 3 câmaras. Para este fim, posicione uma fatia perpendicular à visão do eixo curto ventricular médio e gire a fatia 45 graus para passar da parede anterior para o músculo papilar mais próximo da parede posterior. Inspecione a fatia do eixo curto basal para ver se a fatia passa pela válvula mitral e aórtica.

Inspecione a visão do eixo longo de 4 câmaras para determinar se a fatia está passando pelo ápice. Abra a retrospectiva do software de reconstrução e carregue o arquivo de dados bruto correspondente à ressonância magnética fechada retrospectivamente. Inspecione o sinal do navegador bruto e note que os picos de sinal mais altos representam a frequência respiratória e os picos de sinal mais baixos representam a frequência cardíaca.

Além disso, verifique se a frequência cardíaca detectada automaticamente corresponde a 10% dos valores observados durante cada varredura. Caso não, ajuste manualmente esses valores porque a detecção automatizada falhou. Pressione o filtro para realizar a análise do navegador, que separa o navegador cardíaco do navegador respiratório.

Defina o número de quadros CINE para 32 e pressione o tipo k-space. Escolha as configurações apropriadas para uma regularização de sensoriamento comprimido e reconstrução de prensagem. Uma vez que a reconstrução tenha terminado a pré-visualização do filme CINE para avaliar a reconstrução.

Exportar imagens DICOM para análise posterior com o EXPORT DCM. Para uma avaliação volumétrica do ventrículo esquerdo, selecione as imagens de varredura de eixo curto de várias fatias e carregue-as no plugin para medições volumétricas. Use as ferramentas de contorno para segmentar as bordas do endomyocárdio nos quadros sistólico e final.

Para obter medições diastólicas, selecione as imagens CINE do eixo curto ventricular médio e carregue-as no plugin para medições volumétricas. Use as ferramentas de contorno para segmentar a borda do endocárdio para todos os quadros. Compare a segmentação dos quadros vizinhos, bem como as curvas de tempo de volume geradas para garantir transições suaves da segmentação ao longo do ciclo cardíaco.

Observe as distintas fases de enchimento E e A. Exporte os volumes endomyocácárdio ventricular esquerdo e os seguintes horários, e carregue os valores no script personalizado fornecido no material suplementar para calcular a razão E'A'. Para cálculos de força hemodinâmica e tensão, selecione as imagens CINE de eixo longo de 2 câmaras, 3 câmaras e 4 câmaras e carregue-as no plugin para medições volumétricas.

Use as ferramentas de contorno para segmentar a borda do endocárdio para todos os quadros nas três orientações. Compare a segmentação dos quadros vizinhos para garantir transições suaves da segmentação ao longo do ciclo cardíaco. Uma vez que os contornos são desenhados no plugin para medições volumétricas, execute o plugin para a tensão e análise da força hemodinâmica.

Atribua cada um dos conjuntos de dados adquiridos aos rótulos correspondentes para visualizações de 2 câmaras, 3 câmaras e 4 câmaras e execute a análise de tensão. Para análise da força hemodinâmica, desenhe o diâmetro da válvula mitral no quadro diastólico final nas três orientações e desenhe o diâmetro da aorta na imagem do eixo de 3 câmaras. Representações de altas taxas de quadros de varreduras retrospectivamente fechadas usando um software pós-processamento personalizado é mostrado.

A partir das imagens resultantes, foram determinadas curvas de tempo de volume durante o ciclo cardíaco, bem como as primeiras curvas derivadas correspondentes para cálculo dos parâmetros de função sistólica e diastólica, respectivamente. As imagens CINE de visão de dois, três e quatro canais foram analisadas usando um software de análise de imagem para determinar as alterações longitudinais ou GLS globais do endocardial ao longo do ciclo cardíaco e valores de GLS correspondentes como medida para a tensão do miocárdio. Para cada animal, também é possível produzir um perfil de tempo de força hemodinâmica, que segue um padrão consistente de picos positivos e negativos que representam a magnitude e a direção da força hemodinâmica durante o ciclo cardíaco.

Foram resumidos resultados descritivos de todos os parâmetros de desfecho. É crucial que o software de monitoramento de ECG e sinal respiratório detecte consistentemente os picos R. Caso contrário, o acionamento é subótimo, o que poderia aumentar o tempo de varredura e diminuir a qualidade da imagem.

Para a melhor qualidade dos cardíacas nas imagens, é importante encontrar a melhor troca entre o tempo total de imagem, o número de quadros cardíacos e o grau de regularização durante a reconstrução.