Методическая статья

Оценка функции сердца и инфаркта Морфология Использование мелких животных Look-шкафчик Инверсия-восстановление (SALLI) МРТ у крыс

DOI:

10.3791/50397

⸱

19 июля 2013 г.

 ,  ,  ,  ,  ,  ,  , 
1Congenital Heart Disease and Pediatric Cardiology, German Heart Institute Berlin, 2Internal Medicine - Cardiology, German Heart Institute Berlin, 3Philips Health Care

В этой статье

Краткое содержание

$$\rightleftharpoonup{xx}$$ $$\longleftharp{xx}$$, $$\longrightharp{xx}$$,

Контрастная сердечного магнитного резонанса (CMR) изображений позволяет комплексно В естественных условиях Оценку сердца в небольших животных моделях сердечно-сосудистых заболеваний. Здесь мы подробно процедуры для выполнения CMR изображений, реконструкции и анализа с использованием мелких животных Lock-Locker Инверсия-восстановление (SALLI) у крыс.

Аннотация

$$\rightleftharpoonup{xx}$$ $$\longleftharp{xx}$$, $$\longrightharp{xx}$$,

Маленькое животное магнитно-резонансная томография является важным инструментом для изучения функции сердца и изменения в ткани миокарда. Высокая частота сердечных сокращений мелких животных (от 200 до 600 уд / мин) ранее ограничивала роль CMR изображений. Маленькое животное Look-Locker инверсия-восстановление (SALLI) является T1 последовательность отображения для мелких животных, чтобы преодолеть эту проблему 1. T1 карты обеспечивают количественную информацию об изменениях тканей и кинетики контрастное вещество. Кроме того, можно обнаружить диффузные инфаркт процессов, таких как интерстициальный фиброз или отек 1-6. Кроме того, из одного набора данных изображений, можно рассмотреть функцию сердца и инфаркт рубцов путем создания кино-и инверсия-восстановление-с опозданием гадолинием типа MR изображений 1.

Представленное видео показывает шаг за шагом процедуры для выполнения мелких животных CMR изображений. Здесь она представлена ​​со здоровым Спрэг DawlEY крысы, однако, естественно, может быть распространено на другие сердечные небольших животных моделях.

Введение

$$\rightleftharpoonup{xx}$$ $$\longleftharp{xx}$$, $$\longrightharp{xx}$$,

Миокардит является основной причиной острой сердечной недостаточности, внезапной смерти, и хронические дилатационной кардиомиопатией 7. CMR была создана в качестве золотого стандарта технику для измерения функции и для прижизненного анализа ткани. Новые методы визуализации и усовершенствований в области обработки изображений может не только улучшить диагноз миокардит, но и способствовать изучению патофизиологии и скорость идентификации терапевтических целей 8-10. Малый изображениями животных является важным инструментом для изучения сердечно-сосудистых заболеваний. Методы используются в клинической CMR, например, поздно гадолинием (LGE), не могут быть легко переданы зверек CMR из-за животных высокая частота сердечных сокращений, но уже можно было показано 11. Маленькое животное Look-Locker инверсия-восстановление (SALLI) подход генерирует мультимодального данные изображения наборов, позволяющих для комплексной оценки как сердечную функцию и морфологию (рис. 1Nd 3). Здесь мы показываем, в деталях, в порядке и установки для небольших изображений животных с типичным SALLI протокола. В частности, мы показываем реконструкции и анализа изображений T1 наборов данных.

Доступ ограничен. Войдите в систему или начните пробный период, чтобы просмотреть этот контент.

Протокол

$$\rightleftharpoonup{xx}$$ $$\longleftharp{xx}$$, $$\longrightharp{xx}$$,

1. Подготовка

1.1. Анестезии крыс

  1. Поместите крысу в камеру предварительно заполнен изофлуран (в зависимости от размера камеры около 3 минут на 5%) для анестезии крыс.
  2. Как только под наркозом, удалите крысы и взвесить его.
  3. Поместите нос крысы в ​​анестезии маску (ИФ 2-3% кислорода в 1 л / мин) для поддержания анестезии. Во время наркоза изофлураном ЧСС крыс снизиться до 300-340 ударов в минуту (380-420 ударов в минуту у мышей).

1.2. Вставьте канюлю хвостовой вены

  1. Вымойте хвосте крысы с теплой водой (38 ° C) и мыло, чтобы кровеносные сосуды, чтобы быть более легко увидеть.
  2. Либо вены иглу, которую можно легко увидеть на латеральной поверхности хвоста. Использование катетера 22-24 G IV, начинают попытки примерно 1/3 пути от кончика.
  3. Если первоначальные усилия оказываются безуспешными, повторить проксимальнее.
  4. Возьмите кровь СэмаPLE для анализа гематокрита (необходимо рассчитать внеклеточную часть объем = ОКП).
  5. Закрепите катетер с клеем кожи и ленты.

1.3. Размещение электродов

  1. Очистите все сапоги с спирта, насыщенного тампоном или с мылом и водой.
  2. Четыре электроды, по одной для каждой ноги.
  3. Закрепить электроды к середине лапы и закрепить их клейкой лентой.
  4. Twist или заплетать Кабели ЭКГ вокруг друг друга, чтобы минимизировать образование петель, которые могут вызвать помехи сигнала ЭКГ.

2. Сканирование

2.1. Позиционирование животных и мониторинга

  1. Положите крысу в лежачем положении лежа или на изображение трубки и расположите сердце в центре катушки.
  2. Организовать крысы так, что его нос упирается в конус, который обеспечивает изофлурана анестезией (2-3% кислорода 1 л / мин). Крыса разрешено дыханиесвободно в течение всей процедуры визуализации.
  3. Поместите датчик термометра в анальное отверстие и закрепите его на стол с лентой.
  4. Температура тела поддерживается на уровне 38 ± 1 ° C в теплой воде системы отопления. Потепление коврик помещают под нижним аспект животное, которое проходит снаружи катушки. Пожалуйста, смотрите схематическое представление МРТ экспериментальной установки (рис. 2) для более подробной информации.
  5. Подключите электроды ЭКГ, как только сигнал ЭКГ стабильно начинают изображений.

2.2. Протокола сканирования / изображениями параметры

  1. В этом исследовании Philips Ingenia 3.0T клинической МРТ системы с катушкой с 70 мм внутреннего диаметра была использована [MR требованиям системы малого диаметра (например, 16 см) и крупных калибров (человеческий размер, например, 65 см) с выделенными мелких животных Катушка ЭКГ стробирования возможностей для частоты сердечных сокращений до 500/min, поставка кислорода и удаление системы анестезирующих газов].
  2. Начните с обследования, чтобы найти сердце в центре МРТ поля зрения.
  3. После того, находится в правильном положении, по-прежнему с двухкамерной и четыре камеры кино МРТ просмотра для определения геометрии стек короткий изображений оси.
  4. Для SALLI, должность середине полости короткий кусочек оси на двух-и четырех-камеры изображений (PreSALLI). Комбинация 4000 мсек приобретение и 4000 мс релаксации длительность позволяет достаточное восстановление намагниченности вдоль оси и предотвращает перегрев градиентов. Чтобы включить функциональный анализ, фазы должны быть установлены, по крайней мере 12, с временной субсэмплирования фактора 2 для ускорения приобретения.
  5. Введите основе гадолиния контрастного вещества в постоянный катетер, без перемещения крысы. Подождите пять минут.
  6. Начните планировать SALLI как мультиспиральную коротким стеком оси, состоящий по меньшей мере 7 ломтиками (толщиной среза 2,4 мм). Поместите ломтики так, что наиболее дистальной ниже верхушки сердца и тон верхнем уровне, расположенной по периферии сердечных клапанов. Попытка чтобы гарантировать, что короткие оси перпендикулярны перегородки. Почти каждые 30 минут (около трех Sallis) вводят еще одну дозу контрастного вещества.
  7. Когда получение изображений закончена удалить крысы со сканера и дайте ему оправиться от наркоза.

3. Восстановление изображений

Реконструкции изображения может быть выполнена в режиме онлайн с использованием заданных параметров реконструкции, или в автономном режиме с помощью специального инструмента реконструкции изображения:

3.1. Интернет реконструкции

  1. Различные параметры могут быть определены в том числе:
  • Для T1 отображение: расположение и ширину окна в реконструкции сердечного цикла (например, от 50 до 100 мс с целью достижения систолического T1 карта на частоту сердечных сокращений 300/мин)
  • Для ИК подготовленные (LGE) Фото: расположение и ширину времени инверсии (TI) окна и количество изображений, подлежащих реконструкции Wiтонкий, что окна (например, TI 100-300 мс, 5 изображений, для создания 5 LGE изображения с ТИ 100-150-200-250-300 мс).

3.2. Offline реконструкции

  1. При использовании выделенного пакета программного обеспечения (Gyrotools, Цюрих, Швейцария) для реконструкции изображения, извлекать трех наборов данных (Cine MR, инверсия-восстановление и T1 карты) в более интерактивным способом.
  2. Отрегулируйте определение конечных систолы или конце диастолы для T1, выбрав соответствующее изображение Cine.
  3. Визуализируйте T1 картах как цветные карты. Найти точное значение, наведя мышь на площади интерес. Изображения могут быть сохранены в различных графических форматов, для дальнейшего анализа (например, расчет ЭЦВ от пред-и пост-T1 контраст значений миокарда и крови бассейн) 12.

Доступ ограничен. Войдите в систему или начните пробный период, чтобы просмотреть этот контент.

Результаты

$$\rightleftharpoonup{xx}$$ $$\longleftharp{xx}$$, $$\longrightharp{xx}$$,

Здесь мы показываем, выводы от здоровой крысы Sprague Dawley. С хорошо подготовленных животных установки с описанием выше, можно получить стабильный сигнал ЭКГ. Похожи на человеческие МРТ сердца протоколы, мы начинаем с обзора, чтобы найти сердце. Если положение крысы в ​​катушке правильно, мы продолжаем с двухкамерными вид и четырех камер при определении параметров для стека SALLI.

Методика SALLI выпускает три вида изображений, полученных в то же время. Это, во-первых, Cine изображений, кот...

Доступ ограничен. Войдите в систему или начните пробный период, чтобы просмотреть этот контент.

Обсуждение

$$\rightleftharpoonup{xx}$$ $$\longleftharp{xx}$$, $$\longrightharp{xx}$$,

Здесь мы представляем метод для создания мульти-модальности (Cine MR, инверсия-восстановление и T1 карты) МРТ у мелких животных. Малое научно животных играет все более важную роль в сердечно-сосудистых исследований болезни и CMR является мощным инструментом, позволяющим изучать функции, структура и состав ткани миокарда. Тем не менее, небольшое животное CMR имеет ряд уникальных проблем из-за высокой частоты сердечных сокращений и небольшие размеры сердца. Усовершенствованные методы визуализации, в том числе больше време...

Доступ ограничен. Войдите в систему или начните пробный период, чтобы просмотреть этот контент.

Раскрытие информации

$$\rightleftharpoonup{xx}$$ $$\longleftharp{xx}$$, $$\longrightharp{xx}$$,

Все животные процедуры были проведены в соответствии с Руководством по уходу и использованию лабораторных животных, и утверждаются местными органами власти по уходу за животными. Нет конфликта интересов объявлены.

Материалы

Список материалов, использованных в этой статье
ИмяКомпанияКаталожный номерКомментарии
Клейкая лента (Silkafix)Lohmann und Rauscher34327
Gadopentetat-Dimeglumin (Magnevist)BayerG-000121632ммоль/кг
Introcan Safety-W (G24)B. Braun4254503-01
Red Dot, электрод для неонатального мониторинга с предварительно прикрепленной свинцовой проволокой3M2269T
Клей для кожи (гистоакрил)B. Braun
Весы (тип 440)Kern95088
Дезинфекция кожи (Softasept N)B. Braun Petzold360250
Термометр LumaSense TechnologiesLuxtron 812
1050052

Ссылки

$$\rightleftharpoonup{xx}$$ $$\longleftharp{xx}$$, $$\longrightharp{xx}$$,
  1. Messroghli, D. R., Nordmeyer, S., Buehrer, M., et al. Small animal Look-Locker inversion recovery (SALLI) for simultaneous generation of cardiac T1 maps and cine and inversion recovery-prepared images at high heart rates: initial experience. Radiology. 261 (1), 258-2565 (2011).
  2. Messroghli, D. R., Nordmeyer, S., Dietrich, T., et al. Assessment of diffuse myocardial fibrosis in rats using small-animal Look-Locker inversion recovery T1 mapping. Circ. Cardiovasc. Imaging. 4 (6), 636-640 (2011).
  3. Flett, A. S., Hayward, M. P., Ashworth, M. T., et al. Equilibrium contrast cardiovascular magnetic resonance for the measurement of diffuse myocardial fibrosis: preliminary validation in humans. Circulation. 122 (2), 138-144 (2010).
  4. Arheden, H., Saed, M., Higgins, C. N., et al. Measurement of the distribution volume of gadopentetate dimeglumine at echo-planar MR imaging to quantify myocardial infarction: comparison with 99mTc-DTPA autoradiography in rats. Radiology. 211 (3), 698-708 (1999).
  5. Messroghli, D. R., Walters, K., Plein, S., et al. Myocardial T1 mapping: application to patients with acute and chronic myocardial infarction. Magn. Reson. Med. 58 (1), 34-40 (2007).
  6. O H-Ici, D., Ridgway, J., Kuehne, T., et al. Cardiovascular magnetic resonance of myocardial edema using a short inversion time inversion recovery (STIR) black-blood technique: Diagnostic accuracy of visual and semi-quantitative. 14 (1), (2012).
  7. Sagar, S., Liu, P. P., Cooper, L. T. Jr Myocarditis. Lancet. 379, 738-747 (2012).
  8. Skouri, H. N., Dec, G. W., Friedrich, M. G., Cooper, L. T. Noninvasive imaging in myocarditis. J. Am. Coll. Cardiol. , 2085-2093 (2006).
  9. Zagrosek, A., Abdel-Aty, H., Boyé, P., et al. Cardiac magnetic resonance monitors reversible and irreversible myocardial injury in myocarditis. JACC Cardiovasc. Imaging. 2 (2), 131-138 (2009).
  10. Friedrich, M. G., Sechtem, U., Schulz-Menger, J., et al. Cardiovascular magnetic resonance in myocarditis: a JACC White Paper. J. Am. Coll. Cardiol. 54, 1475-1487 (2009).
  11. Korkusuz, H., Esters, P., Naguib, N., et al. Acute myocarditis in a rat model: late gadolinium enhancement with histopathological correlation. Eur. Radiol. 19 (11), 2672-2678 (2009).
  12. Ugander, M., Oki, A. J., Hsu, L. Y. Extracellular volume imaging by magnetic resonance imaging provides insights into overt and sub-clinical myocardial pathology. Eur. Heart J. 33 (10), 1268-1278 (2012).
  13. Gilson, W. D., Kraitchman, D. L. Cardiac magnetic resonance imaging in small rodents using clinical 1.5. T and. 3 (1), 35-45 (2007).
  14. Messroghli, D. R., Radjenovic, A., Kozerke, S., Higgins, D. M., Sivananthan, M. U., Ridgway, J. P. Modified Look-Locker inversion recovery (MOLLI) for high-resolution T1 mapping of the heart. Magnetic resonance in medicine. 52 (1), 141-146 (2004).

Доступ ограничен. Войдите в систему или начните пробный период, чтобы просмотреть этот контент.

Перепечатки и разрешения

Запросить разрешение на повторное использование текста или иллюстраций этой статьи JoVE

Запросить разрешение

Теги

1Sprague Dawley

Похожие статьи