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Medicine

3 डी पूरे दिल मायोकार्डियल ऊतक विश्लेषण

Published: April 12, 2017 doi: 10.3791/54974
Automatic Translation
1, 1,2, 1, 1, *1, *1
1Department of Cardiology, Division Heart and Lungs, University Medical Center Utrecht, 2MIRA Institute, University Twente
* These authors contributed equally

Summary

यह प्रोटोकॉल एमआरआई के साथ पूरे दिल दौरे ऊतक के 3 डी तुलना के लिए एक उपन्यास विधि का वर्णन है। यह रोधगलन की एक पुरानी सुअर मॉडल की रोधगलितांश सीमा क्षेत्र में intramyocardial इंजेक्शन के सटीक आकलन के लिए बनाया गया है।

Abstract

कार्डिएक पुनर्योजी चिकित्सा के रक्षा के लिए और इस्कीमिक हृदय रोग के साथ रोगियों में घायल दिल की मरम्मत के लिए करना है। स्टेम सेल या अन्य जैव कि रोधगलितांश सीमा क्षेत्र (IBZ) में angio- या vasculogenesis बढ़ाने इंजेक्शन लगाने के द्वारा, ऊतक छिड़काव सुधार हुआ है, और मायोकार्डियम आगे नुकसान से बचाया जा सकता है। अधिकतम उपचारात्मक प्रभाव के लिए, यह धारणा है कि पुनर्योजी पदार्थ सबसे अच्छा IBZ के लिए दिया जाता है। यह सही इंजेक्शन की आवश्यकता है और नया इंजेक्शन तकनीक के विकास के लिए प्रेरित किया। इन नई तकनीकों को मान्य करने के लिए, हम दौरे ऊतक विश्लेषण के आधार पर एक सत्यापन प्रोटोकॉल तैयार की है। यह प्रोटोकॉल पूरे दिल दौरे ऊतक प्रसंस्करण कि विस्तृत दो आयामी (2 डी) और तीन आयामी (3 डी) हृदय शरीर रचना विज्ञान और intramyocardial इंजेक्शन के विश्लेषण में सक्षम बनाता है शामिल हैं। एक सुअर में, रोधगलन बाईं पूर्वकाल कोरोनरी धमनी अवरोही की एक 90 मिनट रोड़ा द्वारा बनाया गया था। चार सप्ताह के बाद, एक mixtsuperparamagnetic लोहे के आक्साइड कणों (SPIOs) और फ्लोरोसेंट मोतियों के साथ एक हाइड्रोजेल की ure एक न्यूनतम इनवेसिव endocardial दृष्टिकोण का उपयोग कर IBZ में इंजेक्ट किया गया था। 1 घंटे इंजेक्शन प्रक्रिया के बाद, सुअर euthanized किया गया था, और दिल अलग किया गया और agarose में एम्बेडेड (अगर)। अगर के solidification के बाद, चुंबकीय अनुनाद इमेजिंग (एमआरआई), दिल की टुकड़ा करने की क्रिया, और प्रतिदीप्ति इमेजिंग प्रदर्शन किया गया। छवि पोस्ट प्रसंस्करण के बाद, 3 डी विश्लेषण IBZ को लक्षित सटीकता का आकलन करने के लिए किया गया था। यह प्रोटोकॉल IBZ में intramyocardial इंजेक्शन के लक्षित कर सटीकता के आकलन के लिए एक संरचित और प्रतिलिपि प्रस्तुत करने योग्य तरीका प्रदान करता है। प्रोटोकॉल आसानी से इस्तेमाल किया जा सकता है जब निशान ऊतक और / या पूरे दिल के इंजेक्शन सटीकता के सत्यापन के प्रसंस्करण वांछित है।

Introduction

इस्कीमिक हृदय रोग पिछले दशकों 1 के लिए दुनिया की मौत का प्रमुख कारण रहा है। रोधगलन के बाद तीव्र उपचार percutaneous कोरोनरी हस्तक्षेप या कोरोनरी धमनी बाईपास ग्राफ्टिंग के माध्यम से मायोकार्डियम में रक्त के प्रवाह को बहाल करना है। गंभीर रोधगलन में, मायोकार्डियम के एक बड़े क्षेत्र आहत है, और इन मामलों अक्सर इस्कीमिक हृदय विफलता (HF) 2 में परिणाम। रोकथाम पर एचएफ फोकस और HF रोगियों के लिए हृदय समारोह के संरक्षण के लिए वर्तमान उपचार के विकल्प, लेकिन उत्थान पर नहीं।

पिछले दशक में, हृदय पुनर्योजी चिकित्सा के एचएफ 3 के लिए एक इलाज के विकल्प के रूप में जांच की गई। यह चिकित्सा revascularization, cardiomyocyte संरक्षण, भेदभाव प्रेरित करने के लिए सीधे रूप से घायल हो मायोकार्डियम के लिए, इस तरह के स्टेम सेल या वृद्धि कारकों के रूप में जैव, वितरित करने के लिए करना है, और विकास 4। इष्टतम के लिएउपचारात्मक प्रभाव, यह धारणा है कि जैविक जैविक के अस्तित्व के लिए और लक्ष्य क्षेत्र 5, 6 के लिए इष्टतम प्रभाव के लिए अच्छा ऊतक छिड़काव की सुविधा के लिए रोधगलितांश सीमा क्षेत्र (IBZ) में इंजेक्ट किया जाना चाहिए। कई तकनीकों intramyocardial इंजेक्शन 7, 8, 9, 10, 11 मार्गदर्शन करने के पहचान और IBZ के दृश्य प्रदर्शन करने के लिए विकसित किया गया है। पहचान और IBZ के दृश्य इसके अलावा, वितरण भी biomaterials और इंजेक्शन कैथेटर का इस्तेमाल किया पर निर्भर करता है। वितरण तकनीकों का इंजेक्शन सटीकता को सत्यापित करने के लिए, एक सटीक और प्रतिलिपि प्रस्तुत करने योग्य मात्रा विधि की आवश्यकता है।

हम पूरे दिल दौरे ऊतक प्रसंस्करण कि दो आयामी (2 डी) प्रदान करता है और तीन dimensio के लिए एक प्रोटोकॉल विकसित किया हैएनएएल (3 डी) इमेजिंग, जो गुणात्मक और मात्रात्मक अध्ययन के लिए इस्तेमाल किया जा सकता करना है। प्रोटोकॉल एम्बेडिंग प्रक्रिया और डिजिटल छवि विश्लेषण शामिल हैं। इस पत्र में, हम पुरानी रोधगलन की एक बड़ी सुअर मॉडल में IBZ में intramyocardial इंजेक्शन के लक्षित कर सटीकता के आकलन के लिए एक प्रोटोकॉल का प्रदर्शन।

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Protocol

इन विवो प्रयोग और प्रयोगशाला पशु प्रयोगशाला पशु अनुसंधान संस्थान द्वारा तैयार की देखभाल के लिए गाइड के अनुसार उपयोग में आयोजित किया गया। प्रयोग स्थानीय पशु प्रयोगों समिति द्वारा अनुमोदित किया गया था।

1. इंजेक्शन और एम्बेडिंग समाधान की तैयारी

  1. इंजेक्शन जेल तैयार करें।
    1. 13 पहले से वर्णित प्रोटोकॉल 12 के अनुसार ureido-pyrimidinone (UPy) जेल के 1 एमएल तैयार करें।
    2. जोड़े superparamagnetic लोहे के आक्साइड कणों (SPIOs) समाधान करने के लिए 15 माइक्रोग्राम / एमएल की एकाग्रता हो और समान वितरण के लिए 5 मिनट के लिए मिश्रण हलचल करने के लिए।
    3. 10,000 मोती / एमएल की एकाग्रता प्राप्त करने के लिए समाधान के लिए फ्लोरोसेंट microbeads जोड़ें और समान वितरण के लिए 5 मिनट के लिए मिश्रण हलचल।
    4. एक अंधेरे वातावरण में कमरे के तापमान पर प्राप्त मिश्रण संग्रहित करें। गर्म और भंवर या हलचल टीवह शीघ्र ही इंजेक्शन प्रक्रिया से पहले समाधान।
  2. एम्बेडिंग समाधान तैयार करें।
    1. कमरे के तापमान पर नल का पानी के साथ शुरू करो और (अगर) 4 wt% की एकाग्रता के लिए agarose जोड़ें।
    2. धीरे-धीरे एक माइक्रोवेव ओवन का प्रयोग उबलते बिंदु का हल गर्मी और हीटिंग के दौरान अक्सर हलचल। उबलते बिंदु, दुकान तक पहुंच गया और 2 घंटे के लिए ऊपर 70 डिग्री सेल्सियस अगर समाधान रखने पर फंस हवा सतह के लिए अनुमति देने के लिए।
    3. अगर नीचे एम्बेड करने के समय तक 50 और 60 डिग्री सेल्सियस के बीच तापमान पर कमरे के तापमान पर ठंडा होने दें।

2. इंजेक्शन प्रक्रिया

  1. Premedication (विरोधी अतालता एजेंटों, विरोधी प्लेटलेट चिकित्सा, और दर्द की दवा), संज्ञाहरण, शिरापरक का उपयोग, और इंटुबैषेण, जैसा कि पहले 14 में वर्णित निष्पादित करें।
  2. एक intramyocardial इंजेक्शन कैथेटर (सामग्री की तालिका) का उपयोग इंजेक्शन निष्पादित करें। प्रत्येक इंजेक्शन, 0 के लिए।मिश्रण के 2 एमएल लगभग 0.3 एमएल / मिनट की एक निरंतर दर एक इंजेक्शन उपकरण का उपयोग कर में एक सांस में इंजेक्ट किया जाता है। IBZ 12 के साथ अलग अलग स्थानों पर इंजेक्शन रखें।
  3. 0.2 एमएल / एक गैडोलीनियम आधारित विपरीत एजेंट 15 मिनट का किलो (1.0 mmol / एमएल) का व्यवस्थापन करें पशु euthanizing से पहले।
  4. 7.5% पोटेशियम क्लोराइड के 20 एमएल में व्यवस्थापित नसों के द्वारा पशु euthanize करने के लिए।
  5. के रूप में Koudstaal एट अल द्वारा वर्णित 8.3, - प्रोटोकॉल निम्नलिखित सुरक्षित mediastinal पहुँच 8.2 कदम दूर है। 14। दायें अलिंद से अवर caval नस 5 सेमी कट और एक चूषण डिवाइस के साथ रक्त outflowing को हटा दें। दिल उत्पाद शुल्क और कमरे के तापमान पर 0.9% खारा के साथ इसे धो दें।

3. एम्बेडिंग प्रक्रिया

  1. दिल तैयार करें।
    1. दिल से पेरीकार्डियम निकालें जबकि आलिंद और निलय को हाथ लगाए बिना। Klinkenberg का उपयोग कर महाधमनी वाल्व ऊपर ± 1 सेमी आरोही महाधमनी काटनाकैंची। अलिंद से अवर caval नस कट ± 1 सेमी, और फुफ्फुसीय नसों के लिए भी ऐसा ही।
    2. एक प्लास्टिक एम्बेडिंग कंटेनर (17 x 15 x 15 सेमी, डब्ल्यू एक्स डी एक्स एच) (चित्रा 1 ए) 2-0 टांके का उपयोग कर embedding के दौरान दिल का प्रवर्तन को रोकने के लिए की तह तक दिल के शीर्ष सीवन।
    3. कंटेनर 2-0 का उपयोग कर के रिम को महाधमनी के शेष भाग सीवन, सुनिश्चित करें कि दिल केंद्रित है बनाने और कंटेनर (चित्रा 1 बी) की दीवारों को छू नहीं।

आकृति 1
चित्र 1: योजनाबद्ध अवलोकन और एम्बेडिंग कंटेनर की तस्वीर। (ए) एम्बेडिंग प्रक्रिया के योजनाबद्ध सिंहावलोकन। दिल (लाल) कंटेनर (नीला) में सुरक्षित है टांके का उपयोग कर। अगर समाधान के साथ दिल भरने के बाद, दिल के आसपास अंतरिक्ष भर जाता है। आखिरकार,दो कठोर प्लास्टिक ट्यूब (पीला), कंटेनर में तैनात कर रहे हैं के बगल में नहीं बल्कि दिल को छू, छवि पंजीकरण के दौरान एक संदर्भ के रूप में सेवा करने के लिए। (बी) के एक दिल एम्बेडिंग कंटेनर में सुरक्षित की तस्वीर। टांके कंटेनर मच्छर clamps का उपयोग कर के रिम लिए क्लैम्प किया जाता। यह आंकड़ा का एक बड़ा संस्करण देखने के लिए यहां क्लिक करें।

  1. एक अंत डायस्टोलिक की तरह ज्यामिति में दिल एम्बेड करें।
    ध्यान दें: हवा बुलबुला निर्माण की रोकथाम के लिए आवश्यक है। बड़े हवा अगर समाधान में मौजूद बुलबुले हैं, तो 40 डिग्री सेल्सियस पर अगर रखने के लिए, हवा के बुलबुले सतह के लिए अनुमति देता है।
    1. मच्छर clamps का उपयोग कर नस अवर caval क्लैंप। धीरे धीरे दायें अलिंद में एक 50 एमएल सिरिंज का उपयोग कर बेहतर caval नस के माध्यम से जब तक दोनों सही अलिंद और निलय पूरी तरह से भर रहे हैं तरल अगर इंजेक्षन।
    2. mosquit का उपयोग कर फुफ्फुसीय नसों क्लैंपओ clamps। धीरे महाधमनी वाल्व के माध्यम से प्रतिगमनपूर्वक एक अगर से भरे 50-एमएल सिरिंज गुजरती हैं। धीरे धीरे बाएं वेंट्रिकल (LV) LV और बाएं आलिंद पूरी तरह से भर रहे हैं जब तक में समाधान इंजेक्षन। LV भरने के बाद, LV में अगर रखने के लिए महाधमनी क्लैंप।
    3. जब तक दिल पूरी तरह से कवर किया जाता है कंटेनर में शेष अगर डालो। Embedding कंटेनर के भीतर दो कठोर प्लास्टिक ट्यूबों जगह बाद में छवि पंजीकरण (चित्रा 1 ए) के लिए संदर्भ संरचनाओं के रूप में सेवा करने के लिए। सुनिश्चित करें कि ट्यूब कंटेनर या दिल की दीवारों को छूने नहीं करते हैं।
    4. 7 डिग्री सेल्सियस - अगर 2 में जमना करते हैं।

4. छवि अधिग्रहण

  1. दिल है कि कंटेनर में एम्बेडेड है की अनुप्रस्थ पूर्व विवो एमआरआई स्कैन निष्पादित करें।
    1. एक सिर कुंडल अंदर एम्बेडेड दिल (सामग्री की तालिका) के साथ कंटेनर रखें।
    2. कोनेदार स्लाइस कंटेनर के तल के समानांतर। उपयोगएक ही अभिविन्यास और प्रत्येक पूर्व विवो एमआरआई अनुक्रम में कोणीयकरण।
    3. मायोकार्डियम कल्पना करने के लिए, एक तरल पदार्थ से तनु उलटा वसूली (FLAIR) निम्नलिखित मानकों के साथ अनुक्रम प्रदर्शन: पुनरावृत्ति समय [टी.आर.] / गूंज समय [TE] = 10 एस / 140 एमएस, फ्लिप कोण = 90 °, पिक्सेल आकार = 0.5 x 0.5 मिमी, देखने [FOV] = 169 x 169 मिमी के क्षेत्र, 320 x 320 मैट्रिक्स, और 3-मिमी टुकड़ा मोटाई।
    4. [टी.आर.] / [TE] = 5.53 एमएस / 1.69 एमएस, फ्लिप कोण = 25 डिग्री, पिक्सेल आकार = 1.0 x 1.0 मिमी, [: रोधगलन कल्पना करने के लिए, देर गैडोलीनियम बढ़ाया (LGE) निम्नलिखित मानकों के साथ अनुक्रम प्रदर्शन FOV] = 169 x 169 मिमी, 176 x 176 मैट्रिक्स, और 3-मिमी टुकड़ा मोटाई।
    5. SPIOs कल्पना करने के लिए, एक टी 2 * भारित ढाल निम्नलिखित मानकों के साथ गूंज अनुक्रम प्रदर्शन: [टी.आर.] / [TE] = 88.7 एमएस / 1.9 की एक सीमा के साथ 15 समान रूप से वितरित TEs हैं - 24.6 एमएस, फ्लिप कोण = 15 °, पिक्सेल आकार = 0.5 x 0.5 मिमी, [FOV] = 169 x 169 मिमी, 320 x 320 मैट्रिक्स, और 3-मिमी टुकड़ा मोटाई।
  2. ऊतक की प्रक्रियागाओ
    1. कंटेनर उल्टा मुड़ें और कंटेनर से, ठोस अगर समाधान निकालने के लिए दिल सहित, अगर और कंटेनर के पक्षों के बीच हवा अनुमति देते हैं। ठोस अगर से प्लास्टिक की छड़ निकालें।
    2. धारा अगर दिल एक मांस स्लाइसर का उपयोग कर के आधार पर शीर्ष से 5 मिमी स्लाइस में दिल धारक ब्लॉक। अगर ब्लॉक के नीचे करने के लिए समानांतर कटौती करके कटौती स्लाइस हासिल कर ली एमआर छवियों में के रूप में ही की कोणीयकरण रखें।
    3. 37 डिग्री सेल्सियस पर अगर 2,3,5-triphenyltetrazoliumchloride (टीटीसी) 0.9% खारा में भंग का 1% wt में 15 मिनट के लिए (दिल सहित) स्लाइस दाग, और एक सीधा दृश्य से दोनों पक्षों पर स्लाइस की तस्वीर (चित्रा 2 ए)। इसके बाद, ध्यान से 0.9% खारा में स्लाइस कुल्ला।
      नोट: इस अध्ययन में, हम एक DSLR सेटअप एक उपयुक्त लेंस / उद्देश्य, एक तिपाई, और वर्दी प्रकाश व्यवस्था के साथ इस्तेमाल किया। हालांकि, तस्वीरें, केवल निशान क्षेत्र के आकलन के लिए एक नियंत्रण के रूप में सेवाइसलिए हम एक अलग सेट का उपयोग किया जा सकता था।
  3. प्रतिदीप्ति इमेजिंग
    नोट: है, इसलिए उत्तेजना लेजर चयनित फ्लोरोसेंट microbeads की उत्तेजना और उत्सर्जन तरंग दैर्ध्य के आधार पर, उपयुक्त फिल्टर ब्लॉक और उत्तेजना लेज़रों (जैसे, लाल यहां इस्तेमाल किया microbeads 580 एनएम और 605 एनएम, क्रमशः की उत्तेजना और उत्सर्जन तरंग दैर्ध्य है का चयन और बैंडपास फिल्टर 532 एनएम, 580/30 एनएम और 610/30 एनएम, क्रमशः) के लिए निर्धारित किया गया।
    1. चर-मोड स्कैनर पर चयन प्रतिदीप्ति मोड इमेजिंग। 430 वी या समकक्ष के फोटोमल्टीप्लायर ट्यूब और 100 x 100 सुक्ष्ममापी के लिए पिक्सेल आकार निर्धारित करें। एक उत्तेजना लेजर (532 एनएम) फ्लोरोसेंट microbeads की उत्तेजना तरंगदैर्ध्य के सबसे करीब का चयन करें।
    2. पहला फिल्टर ब्लॉक के लिए, एक बैंडपास फिल्टर (580/30 एनएम) कि इंजेक्शन प्रतिदीप्ति मोती (चैनल 1) के उत्सर्जन तरंगदैर्ध्य के साथ ओवरलैप हो का चयन करें। दूसरा फिल्टर ब्लॉक (610/30) ई के बाहर के लिए एक बैंडपास फिल्टर का चयन करेंमिशन तरंगदैर्ध्य (चैनल 2)।
      ध्यान दें: दूसरा फिल्टर ब्लॉक एक नकारात्मक नियंत्रण के रूप में कार्य करता है और इंजेक्शन साइटों बरकरार रखते हुए ऑटो प्रतिदीप्ति दूर करने के लिए।
    3. चर-मोड लेज़र स्कैनर दो चैनलों का उपयोग कर के प्रतिदीप्ति मोड में अगर स्लाइस के दोनों पक्षों स्कैन करें। सुनिश्चित करें कि प्रत्येक टुकड़ा पूरी तरह से संदर्भ छेद सहित, स्कैन किया जाता है सुनिश्चित करें।

5. पोस्ट प्रसंस्करण

नोट: छवि पोस्ट प्रसंस्करण में पहला कदम मायोकार्डियम एंडो और एपिकार्डियल सीमाओं, साथ ही इंजेक्शन साइटों का पता लगाने के घर में विकसित स्क्रिप्ट का उपयोग कर के मैनुअल विभाजन है। यह दोनों एमआरआई और प्रतिदीप्ति स्कैन के लिए ही है।

  1. सेगमेंट एमआरआई स्कैन में मायोकार्डियम।
    1. सेगमेंट endocardial और FLAIR एमआरआई अनुक्रम छवियों पर एपिकार्डियल ल्वी बोर्डर्स।
    2. LV विभाजन कदम 5.1.1 से LGE-एमआरआई डाटासेट और क्षेत्र के लिए LGE एमआरआई क्रम पर निशान कॉपी।
    3. टी 2 करने के लिए कदम 5.1.1 से मायोकार्डियम विभाजन कॉपी * भारित डाटासेट और खंड LV मायोकार्डियम में SPIO बयान।
  2. प्रतिदीप्ति छवियों की प्रक्रिया और सेगमेंटेशन प्रदर्शन करते हैं।
    1. चर-मोड स्कैनर से प्राप्त फ़ाइलें लोड करें और प्रत्येक पार अनुभागीय दिल टुकड़ा की एक अलग छवि बनाने।
    2. स्लाइस कि आधार में स्कैन किया गया उन्मुखीकरण सुप्रीम और दोनों चैनलों कि शीर्ष से आधार के लिए उन्मुख है के लिए एक ढेर में प्रतिदीप्ति छवियों सॉर्ट करने के लिए पलटें।
    3. सेगमेंट endocardial और प्रतिदीप्ति छवियों पर एपिकार्डियल ल्वी बोर्डर्स।
    4. सेगमेंट प्रतिदीप्ति छवियों पर निशान मैन्युअल रूप से और LGE-एमआरआई का उपयोग स्कैन और तस्वीरों निशान आकृति विज्ञान पुष्टि करने के लिए।
    5. चैनल 1 की छवि ढेर से चैनल 2 की छवि ढेर घटाएँ ऑटो प्रतिदीप्ति बाहर करने के लिए। मैन्युअल रूप से खंड फ्लोरोसेंट microbead बयान और पुष्टि के लिए टी 2 छवियों का उपयोग *।
  3. बनानाएक संरचनात्मक रूप से सही 3 डी ज्यामिति, छवि संदर्भ ढांचे (छेद कठोर ट्यूबों के द्वारा बनाई गई) के आधार पर ढेर में स्लाइस की एक कठोर पंजीकरण प्रदर्शन करते हैं। गणना और लागू अनुवाद और प्रत्येक छवि के रोटेशन की दुकान।
  4. छवि के ढेर और विभाजन करने के लिए संग्रहीत परिवर्तनों को लागू करें। रैखिक स्लाइस के दोनों ओर के विभाजनों को जोड़ मूल टुकड़ा मोटाई फिर से संगठित करने और डेटा के एक 3D मॉडल बनाने के लिए।

6. विश्लेषण

  1. इंजेक्शन सटीकता का आकलन करने के इंजेक्शन साइटों के केन्द्रों और IBZ बीच की दूरी के 2 डी और / या 3 डी माप निष्पादित करें। LV विभाजन के endocardial सीमा पर दूरी को मापने। चित्रा 2C और 2F में, 2 डी और 3 डी माप का एक उदाहरण लाल रेखा द्वारा दर्शाया जाता है।

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Representative Results

ऊतक एम्बेडिंग

एम्बेडिंग प्रक्रिया के माध्यम से, एक अंत डायस्टोलिक की तरह ज्यामिति स्थापित किया गया था। सफलतापूर्वक, हृदय के ऊतकों का पालन ऊतक को सक्षम करने अगर बराबर टुकड़ा मोटाई (चित्रा 2A और 2C) के साथ वांछित कोणीयकरण पर कटा हुआ जा सकता है।

Scar- और इंजेक्शन साइट आकलन

प्रत्येक इमेजिंग साधन के लिए, रोधगलितांश और इंजेक्शन स्थान आकलन सफलतापूर्वक प्रदर्शन किया गया। दोनों 2 डी प्रतिदीप्ति इमेजिंग और एमआरआई इमेजिंग में, निशान और इंजेक्शन साइटों स्पष्ट रूप से अलग (थे चित्रा 2C, 2 डी, और 2 ई, क्रमशः)। टीटीसी से सना हुआ ऊतक और LGE-एमआरआई छवियों के चित्र प्रतिदीप्ति इमेजिंग में निशान मूल्यांकन के लिए एक नियंत्रण प्रदान करते हैं (चित्रा2A और 2C)।

3 डी पुनर्निर्माण

संदर्भ मार्कर छवि पंजीकरण के लिए एक सटीक और विश्वसनीय तरीका प्रदान करते हैं। छवि पोस्ट-प्रोसेसिंग पूर्व विवो दिल के सेगमेंटेशन और दिल (चित्रा 2F) के फ्लोरोसेंट छवियों के आधार पर की 3 डी ज्यामिति के पुनर्निर्माण के लिए सक्षम बनाता है। सेगमेंटेशन की 3 डी ज्यामिति एक सटीक 3 डी इंजेक्शन सटीकता मूल्यांकन (चित्रा 2F) के लिए अनुमति देता है।

माप

इस अध्ययन में, इंजेक्शन बयान और IBZ endocardial दीवार पर प्रस्तावित किया गया था। बाद में, endocardial सतह पर अनुमानों के बीच दूरी नापा गया (चित्रा 2C और 2F)। उच्च संकल्प (0.1 x 0.1 मिमी) फ्लोरोसेंट छवियोंअनुमति सटीक मापन। 3D पुनर्निर्माण में, जेड-दिशा में संकल्प टुकड़ा मोटाई की वजह से 2.5 मिमी था।

चित्र 2
चित्र 2: ठेठ पूर्व Vivo इमेजिंग डेटा और 3 डी पुनर्निर्माण। जिसके परिणामस्वरूप छवियों इस प्रोटोकॉल में इस्तेमाल किया विभिन्न तौर तरीकों से हासिल कर ली। सभी छवियों एम्बेडेड दिल का एक ही अनुप्रस्थ टुकड़ा दिखा। (ए) टीटीसी से सना हुआ टुकड़ा की तस्वीर है, जिसमें निशान दिख रहा है। (बी) के संरचनात्मक ढांचे के योजनाबद्ध सिंहावलोकन। (सी) प्रतिदीप्ति संयुक्त दोनों चैनलों के साथ छवि। मनका उत्सर्जन स्पेक्ट्रम को कवर चैनल लाल रंग में दिखाया जाता है और नकारात्मक नियंत्रण हरे रंग में दिखाया गया है। लाल वृत्त इंजेक्शन साइट इंगित करता है। IBZ को इंजेक्शन से दूरी की माप संकेत बुद्धि हैज लाल रेखा। (डी) लघु अक्ष LGE-एमआरआई; रोधगलितांश क्षेत्र एक अति तीव्र सफेद क्षेत्र के रूप में दिखाया गया है। (ई) टी 2 * भारित एमआरआई; इंजेक्शन पदार्थ के भीतर SPIO कणों स्थानीय संकेत शून्य लाल वृत्त ने संकेत के रूप में पहचाना जा सकता है। इंजेक्शन साइटों (लाल), निशान ऊतक (सफेद), और मायोकार्डियम (हरा) के (एफ) 3D दृश्य फ्लोरोसेंट छवियों में खंडित किया है। तीर सी और ई में के रूप में ही इंजेक्शन स्थान इंगित करता है। इस छवि में, एक ही दूरी माप लाल रेखा के साथ दर्शाया गया है। LV = बाएं वेंट्रिकल, आर.वी. = सही वेंट्रिकल। पैमाने बार 10 मिमी प्रतिनिधित्व करता है। यह आंकड़ा का एक बड़ा संस्करण देखने के लिए यहां क्लिक करें।

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Discussion

पूरे दिल 3 डी दौरे ऊतक प्रसंस्करण इस प्रोटोकॉल के अनुसार एक संरचित विधि है कि रोधगलितांश, IBZ, और हृदय शरीर रचना विज्ञान के संबंध में प्रदर्शन किया इंजेक्शन के 3 डी विश्लेषण में सक्षम बनाता है प्रदान करता है। दिल के भरने मात्रा वांछित विश्लेषण पर निर्भर करता है। इस अध्ययन में, इंजेक्शन सटीकता का आकलन करने के लिए, हम यथासंभव करीबी रूप से अंत डायस्टोलिक ज्यामिति के समान दिल को भरने के लिए उद्देश्य से। इस को लागू करने के लिए, LV सुप्रीम कंटेनर के तल पर डाला गया है और LV अगर से भर जाता है, जबकि फुफ्फुसीय नसों क्लैम्प किया जाता है। जब LV भर जाता है, महाधमनी के साथ-साथ जोड़ा जाता है, LV से बाहर बह रहा और अंत डायस्टोलिक ज्यामिति से यथासंभव नकल से अगर रोकने। एम्बेडेड दिल सेक्शनिंग वर्दी टुकड़ा मोटाई का लाभ प्रदान करता है और स्लाइस में पूर्व vivo इमेजिंग के रूप में ही कोणीयकरण में होने की अनुमति देता है। टुकड़ा करने की क्रिया के बाद, embedding सामग्री विरूपण से ऊतक की वजह से रोकता हैछवि अधिग्रहण के दौरान स्लाइस की हैंडलिंग। आदर्श रूप में, टीटीसी धुंधला जितनी जल्दी हो सके शरीर से हटाने के बाद, के रूप में धुंधला एंजाइमों पर निर्भर करता है पाचन सक्रिय और -inactive ऊतकों के बीच अंतर करने के लिए किया जाना चाहिए। हमारे प्रोटोकॉल में, हालांकि, वहाँ कई महत्वपूर्ण कदम है कि टीटीसी धुंधला से पहले किया जाना चाहिए हो सकता है, एम्बेडिंग प्रक्रिया है, जिसमें एम्बेडेड दिल अगर जमना ठंडा किया जाता है शामिल हैं। जब से हम सभी स्लाइस में infarcted ऊतक के स्पष्ट धुंधला देखा है, हमें विश्वास है कि यह प्रभाव कम से कम था।

इमेजिंग यहां इस्तेमाल किया उपकरण अलग उपकरण है कि एक ही कार्यक्षमता प्रदान करता है द्वारा प्रतिस्थापित किया जा सकता है। एक चर-मोड लेजर स्कैनर और आदेश में प्रभावी रूप से और सही ढंग ऊतक कार्रवाई करने के लिए एक से अधिक फिल्टर ब्लॉक तय करने का विकल्प पर उच्च संकल्प प्रतिदीप्ति इमेजिंग विस्तृत विश्लेषण के लिए आवश्यक हैं। छवि पोस्ट प्रसंस्करण के लिए, सॉफ्टवेयर संकुल पूर्ण स्वतंत्रता perf करने की अनुमति है किORM छवि विश्लेषण की आवश्यकता है। हमारे अनुभव में, इंजेक्शन सटीकता के आकलन के लिए 3 डी विश्लेषण इस्तेमाल किया गया था, लेकिन 2 डी छवियों पर विश्लेषण भी संभव है।

हम अब तक 10 सूअरों में इस दौरे ऊतक प्रसंस्करण विधि प्रदर्शन किया है और 118 प्रदर्शन इंजेक्शन की कुल में के इंजेक्शन साइटों के 73% को खोजने के लिए सक्षम है। प्रदर्शन इंजेक्शन की मात्रा और पहचान इंजेक्शन साइटों की राशि के बीच अंतर संभवतः 5 मिमी टुकड़ा मोटाई और प्रतिदीप्ति स्कैनर के 1.5-mmm प्रवेश गहराई के बीच अंतर के कारण होता है। सैद्धांतिक रूप से, ऊतक के 2 मिमी प्रत्येक टुकड़ा में मापा नहीं है। पतले स्लाइस इस समस्या का समाधान होगा।

सीमाएं

एम्बेडिंग प्रक्रिया के आरंभ में अंत डायस्टोलिक की तरह ज्यामिति के बावजूद, कुछ दिल अगर में एक छोटे से अनुबंध किया गया था। जब से हम अंत डायस्टोलिक मात्रा से कोई बड़ा विचलन मनाया, हम पर विश्वासइस आशय न्यूनतम था और इंजेक्शन सटीकता मूल्यांकन प्रभावित नहीं किया। पतली ऊतक स्लाइस का उपयोग कर मूल्यांकन की सटीकता में सुधार और पूर्व vivo एमआरआई के साथ एक अधिक विस्तृत तुलना के लिए अनुमति होगी। एक अन्य विकल्प NIRF एजेंटों के बजाय फ्लोरोसेंट microbeads उपयोग करने के लिए प्रवेश गहराई और संभवतः पता लगाए गए अंश सुधार करने के लिए किया जाएगा। इसके अलावा, एम्बेडेड दिल की कम तापमान और टीटीसी धुंधला के समय एंजाइमों कि धुंधला के इस प्रकार के लिए आवश्यक हैं की कमी के कारण हो सकता। फिर भी, साबित कर दिया दाग स्लाइस की तस्वीरों निशान मूल्यांकन के लिए एक अच्छा नियंत्रण किया जाना है।

आगामी दृष्टिकोण

हालांकि इस पद्धति का मूल रूप intramyocardial इंजेक्शन की सटीकता मूल्यांकन के लिए डिजाइन किया गया था, अन्य अंतिमबिंदुओं साथ पढ़ाई भी इस विधि से लाभ उठा सकते है (जैसे, रोधगलितांश आकार, आकृति विज्ञान मूल्यांकन, या अन्य अंगों)। एमआरआई के अलावा, इस तरह के सीटी के रूप में अन्य 3 डी इमेजिंग तौर तरीकों,,पीईटी, या एसपीईसीटी, प्रदर्शन किया कार्यप्रणाली निम्नलिखित दौरे ऊतक पर इस्तेमाल किया जा सकता। इसके अलावा, इन विभिन्न इमेजिंग तौर तरीकों के एकीकरण संभवतः आगे 2 डी का अनुकूलन कर सकते हैं और 3 डी का विश्लेषण करती है।

निष्कर्ष

समाप्त करने के लिए, हम एक उपन्यास, मानकीकृत, और प्रतिलिपि प्रस्तुत करने योग्य विधि 3 डी पूरे दिल दौरे ऊतक प्रसंस्करण प्रदर्शन करने के लिए प्रदान की है। अगर, पूरे दिल एम्बेडिंग के लिए एक उपयुक्त माध्यम के लिए ऊतक को सक्षम करने के वांछित कोणीयकरण पर और समान मोटाई के साथ कटा हुआ साबित हो गया है। इसके अलावा, छवि पंजीकरण दौरे इमेजिंग के 3D पुनर्निर्माण के लिए संभव साबित कर दिया है, एक उच्च स्थानिक संकल्प है, जिसके लिए गुणात्मक और मात्रात्मक अध्ययन करना है इस्तेमाल किया जा सकता पर 3 डी मूल्यांकन सक्षम करने से।

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Disclosures

लेखकों के पास खुलासे के लिए कुछ भी नहीं है।

Acknowledgments

लेखकों पशु प्रयोगों के साथ उनकी सहायता के लिए मर्लिजन जैनसन, जोयेस विसेर, और मार्टिन वैन Nieuwburg धन्यवाद देना चाहते हैं। हम बहुत एमआरआई इमेजिंग के साथ उनकी सहायता के लिए मार्टिन Froeling और एंके वासिंक स्वीकार करते हैं।

Materials

Name Company Catalog Number Comments
0.9% Saline Braun
Agarose Roche Diagnostics Scientific grade multipurpose agar
Biomolecular fluorescence scanner Typhoon 9410  GE Healthcare
Embedding container Plastic, dimensions 17 x 14.5 x 14 cm
FluoSpheres Polystyrene Microspheres Invitrogen F8834 red, 10 µm
Gadolinium Gadovist 1.0 mmol/mL
dS 32 channel head coil Philips Or similar
Matlab Mathworks To insure compatability 2015a or newer
Meat slicer Berkel
Myostar injection catheter Biosense Webster
Super paramagnetic iron oxide particles Sinerem
Triphenyl-tetrazolium chloride Merck
UPy-PEG10k
Vicryl 2-0 Ethicon

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References

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चिकित्सा अंक 122 कार्डियोलॉजी 3 डी विश्लेषण मायोकार्डियम, चुंबकीय अनुनाद इमेजिंग प्रतिदीप्ति इमेजिंग निशान दृश्य इंजेक्शन सटीकता
3 डी पूरे दिल मायोकार्डियल ऊतक विश्लेषण
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Van den Broek, H. T., De Jong, L.,… More

Van den Broek, H. T., De Jong, L., Doevendans, P. A., Chamuleau, S. A. J., Van Slochteren, F. J., Van Es, R. 3D Whole-heart Myocardial Tissue Analysis. J. Vis. Exp. (122), e54974, doi:10.3791/54974 (2017).

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