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Neuroscience

Un protocolo de imagen de resonancia magnética para la estimación de tiempo de inicio de movimiento en Isquemia Cerebral permanente

Published: September 16, 2017 doi: 10.3791/55277
Automatic Translation
*1, *2, 1, 2, 1
1School of Experimental Psychology and Clinical Research and Imaging Center Bristol, University of Bristol, 2Department of Neurobiology, A.I. Virtanen Institute, University of Eastern Finland
* These authors contributed equally

Summary

Se describe un protocolo para la estimación de tiempo de inicio de carrera en un modelo de rata de movimiento aprovechando la proyección de imagen de resonancia magnética cuantitativa (qMRI) parámetros. El procedimiento aprovecha la difusión MRI para la delineacion de la lesión de accidente cerebrovascular agudo y cuantitativa T1 y T2 (1 de qT y qT2) tiempos de relajación para la regulación del movimiento.

Abstract

MRI proporciona una herramienta de imagen sensible y específica para detectar el movimiento isquémico agudo por medio de un coeficiente de reducción de la difusión de agua del cerebro. En un modelo de rata de accidente cerebrovascular isquémico, aumentan de diferencias cuantitativas T1 y T2 MRI tiempos de relajación (1 de qT y qT2) entre la lesión isquémica (delineado por la baja difusión) y el hemisferio contralateral no isquémica con el tiempo de inicio del movimiento. La dependencia del tiempo de las diferencias de tiempo de relajación de MRI heurísticamente es descrita por una función lineal y por tanto provee una simple estimación de tiempo de inicio de carrera. Además, los volúmenes de qT anormal1 y qT2 dentro de la lesión isquémica aumentan linealmente con el tiempo, proporciona un método complementario para cronometrar tiempos. (Semi) automatizados rutina de computadora basado en la difusión cuantificada coeficiente se presenta para delinear el tejido el movimiento isquémico agudo en la isquemia de la rata. Esta rutina también determina las diferencias hemisféricas en qT1 y tiempos de relajación de2 qT y la ubicación y volumen de qT anormal1 y qT2 vóxeles dentro de la lesión. Incertidumbres asociadas con las estimaciones de tiempo de inicio de qT1 y qT2 MRI datos varían de ± 25 min ± 47 minutos para las primeras 5 horas de carrera. Las estimaciones de tiempo de inicio más exactas puede ser obtenida por cuantificar el volumen de la superposición de volúmenes de lesión2 1 y qT qT anormal, denominado ' Vse superponen' (± 25 min) o mediante la cuantificación de las diferencias hemisféricas en qT2 tiempos de relajación sólo (± 28 min). En general, qT2 derivados parámetros superan a los de qT1. El protocolo actual de MRI se prueba en la fase de hiperagudo de un modelo de isquemia focal permanente, que puede no ser aplicable a la isquemia cerebral focal transitoria.

Introduction

Tejido cerebral es especialmente vulnerable a la isquemia debido a la alta dependencia de la fosforilación oxidativa para la síntesis de ATP y las reservas de energía limitadas. La isquemia produce sutiles cambios iónicos dependientes del tiempo en los espacios intracelulares y extracelulares que conducen a la redistribución de las piscinas de agua del cerebro, liberación de neurotransmisores excitotóxicos y finalmente la iniciación de procesos destructivos 1. En la isquemia focal, daño de tejido se extiende más allá de la base inicial si no se restablece el flujo sanguíneo dentro de un cierto marco de tiempo 2. El tiempo de inicio del movimiento es actualmente uno de los criterios claves en las decisiones clínicas para la farmacoterapia del movimiento isquémico, incluyendo la recanalización por agentes trombolíticos 3. En consecuencia, muchos pacientes son automáticamente elegibles para terapia trombolítica debido al tiempo de inicio de síntomas desconocidos, debido a los tiempos que ocurren durante el sueño ('wake-up stroke'), falta de testimonio, o ignorando los síntomas 4,5. Un procedimiento que determina el tiempo de inicio del movimiento por lo tanto es necesario para que tales pacientes pueden ser considerados para la trombolisis.

Agua de las puntas de prueba en vivode MRI. Dinámica de la que es severamente perturbado por falta de energía isquémica aguda 6. En particular, la difusión de agua gobernado por el movimiento traslacional (térmica) de las moléculas de agua se reduce en los primeros momentos de isquemia debido a la falta de energía 7. Esto a su vez produce despolarización anóxica de células neurales 8. Resonancia magnética de difusión (DWI) se ha convertido en una modalidad de imagen diagnóstico estándar de oro para el accidente cerebrovascular agudo 9. La señal de DWI aumenta rápidamente en respuesta a la isquemia, permitiendo que el tejido isquémico a identificarse pero no muestra ninguna dependencia de tiempo durante las primeras horas del ictus isquémico 10. Asimismo, medidas cuantitativas de la difusión de agua tales como el coeficiente de difusión aparente (ADC) o el rastro del tensor de difusión (Dav) disminuye rápidamente en el tejido isquémico, pero no mostrar ninguna relación con el tiempo de inicio del movimiento en movimiento animal modelos 10 y pacientes 11.

Parámetros cuantitativos de relajación MRI (qMRI),1de qT, qT2 y qT1ρ, se rigen por el movimiento de rotación y el intercambio de átomos de hidrógeno del agua y complejos cambios dependientes del tiempo en siguientes de parénquima cerebral isquémica la falta de energía 6. Tales cambios dependientes del tiempo permitieron tiempo de inicio de movimiento estimado en 12 de los pacientes y en modelos animales de isquemia 13,14,15. Accidente cerebrovascular focal rata, qT1ρ aumenta casi instantáneamente después de la aparición de isquemia y continúa linealmente durante al menos 6 horas 13,14. tiempos de relajación de1 qT también aumentan en una forma dependiente del tiempo en el tejido cerebral isquémico que puede ser descrito por dos constantes de tiempo: una fase rápida inicial seguida por una fase lenta que dura por horas 8,16. Debido a este aumento bifásico, el uso de qT1 en el momento del accidente cerebrovascular puede ser más complicado que el de qT1ρ MRI 15. tiempos de relajación de2 qT también muestran un cambio bifásico en accidente cerebrovascular focal de rata, por el que hay es acortamiento inicial en la primera hora, seguido por un aumento linear con tiempo de 13. El acortamiento inicial puede explicarse por dos factores funcionamiento paralelo incluyendo: (i) la acumulación de desoxihemoglobina resultante en el supuesto 'negativo sangre oxigenación nivel dependiente efecto' y (ii), el trasvase de agua extracelular en el espacio intracelular 17,18. El incremento dependiente del tiempo qT2 es probablemente debido a citotóxicos o edema vasogénico con subsecuente ruptura de intracelular macromolecular estructuras 18. Datos de2 de qT y qT1ρ proporcionan estimaciones precisas del tiempo de inicio del movimiento en modelos preclínicos 14. cuarto de galón2 12 y T2-señal ponderada intensidades 19,20 también han sido explotadas para la estimación de tiempo de inicio de movimiento en entornos clínicos.

Además de diferencias hemisféricas en los tiempos de relajación cuantitativas, la distribución espacial de elevados tiempos de relajación dentro de la región isquémica también puede servir como sustitutos para el movimiento Inicio tiempo 14. En modelos de rata de tiempos, regiones con elevada qT1ρ, qT2 y qT1 tiempos de relajación son inicialmente más pequeños que la difusión define lesión isquémica pero aumentan con tiempo de 14,15, 21. Por lo tanto, la cuantificación de la distribución espacial de elevados tiempos de relajación como un porcentaje del tamaño de la lesión isquémica también permite tiempo de inicio de carrera que es de aproximadamente 14,15. Aquí, describimos el protocolo para determinar el tiempo de inicio del accidente cerebrovascular en un modelo de rata de trazo utilizando parámetros de qMRI.

Protocol

animal procedimientos fueron realizados según directrices de directivas del Consejo Comunidad Europea 86/609/CEE y aprobados por el cuidado Animal y uso de la Universidad de Finlandia Oriental, Kuopio, Finlandia.

1. modelo animal

  1. Anesthetize ratas de Wistar macho pesa 300-400 g con isoflurano en el flujo de N 2 /O 2 (70% / 30%) a través de una máscara para la duración de la operación y la MRI experimentos. Inducir la anestesia en campana ventilada. Mantener los niveles de isoflurano entre 1,5 y 2,4%.
    1. Profundidad del monitor de la anestesia durante el MRI de respiración frecuencia mediante una almohada neumática bajo el torso. Falta de respuesta al reflejo una pizca es tomado como un signo de profundidad suficiente para la anestesia quirúrgica. Limpiador de isoflurano de uso unido a un imán agujero.
  2. Obstrucción de la arteria cerebral media permanente de realizar (MCAO) para inducir el movimiento isquémico focal. Utilizar el modelo de hilo intraluminal de MCAO y llevar a cabo la operación según métodos de Longa et al. 22.
    1. deja el hilo de la oclusión (filamento de templado monofilamento de silicona-PTFE, diámetro 0.22 mm) en lugar de la duración del experimento MRI.
  3. Análisis de gasometría arterial y pH usando un analizador de sangre.
    1. Durante el MRI, monitor de la frecuencia respiratoria con una almohada neumática colocada bajo el torso y la temperatura rectal utilizando un sistema de control rectal de la temperatura. Mantener una temperatura central de cerca de 37 ° C utilizando un cojín bajo el torso de calefacción de agua.
    2. Inmediatamente después de MCAO, seguro la rata en una cuna en el centro del imán agujero usando un soporte de cabeza de rata. Inyectar 2 mL de solución salina por vía intraperitoneal, antes de transferir las ratas en el imán del alesaje.

2. MRI

  1. datos de MRI de adquirir mediante un 9.4T / imán horizontal 31 cm (con el relleno gradiente de 12 cm) conectado a una consola equipada con un transmisor de volumen linear activamente desconectada y cuadratura receptor bobina par.
  2. Escanear cada rata para hasta 5 h post MCAO. Intervalos cada hora (60, 120, 180, 240 min post MCAO), adquirir 12 congruently muestreados (slice-brecha de 0,5 mm, grosor de corte = 1 mm, campo de visión = 2,56 x 2,56 cm) rebanadas coronales de la traza del tensor de difusión (2.2.1.), (2) T Carr-Purcell-Meiboom-Gill 2.2.2.) y ángulo bajo rápido tiro T 1 (2.2.3.).
    1. Obtener el rastro de las imágenes de tensor de difusión (D av = 1/3 rastro [D]) con tres gradientes bipolares a lo largo de cada eje (la duración del gradiente de difusión = 5 ms, el tiempo de difusión = 15 ms) y tres valores de b (0, 400 y 1400 s/m-2 s), donde, Δ = 15 ms, ∂ = 5 ms, eco tiempo (TE) = 36 ms, tiempo de repetición (TR) = 4000 ms y tiempo de adquisición = 7,36 minutos
    2. Obtener la secuencia de 2 Carr-Purcell-Meiboom-Gill T 12 ecos para la cuantificación de 2 T, donde eco-spacing = 10 ms, TR = 2000 ms y tiempo de adquisición = 4,20 minutos
    3. Obtener el rápido bajo ángulo de disparo (FLASH) para T 1, donde es el momento de inversión de la primera secuencia FLASH (T 10) 7,58 ms, con incrementos de 600 ms de 10 inversiones hasta 5407,58 ms, TR = 5,5 ms, tiempo entre pulsos de inversión (T relax ) = 10 s y adquisición tiempo = 8,20 minutos

3. Procesamiento de imágenes

  1. cálculo de relaxometría y ADC mapas: calcular qT 2, qT 1 y mapas de ADC usando funciones de Matlab en sitio web de la Universidad de Bristol [DOI:10.5523/bris.1bjytiabmtwqx2kodgbzkwso0k], para que la entrada es una ruta de archivo a la ubicación de los datos de MRI.
    1. Para T 2 datos, aplicar Hamming filtrado en k-espacio antes de la reconstrucción de imágenes (o en el dominio de la imagen por convolución, con resultados equivalentes pero computacionalmente menos eficiente). Calcular qT 2 mapas tomando el logaritmo de cada serie de tiempo y de problemas en un voxel-sabio base por lineares lo menos-cuadrados (también se puede realizar un ajuste exponencial bi a las caries de 2 T, pero el voxel-sabio F pruebas revelaron que voxels en la imagen para que no puedan justificarse parámetros adicionales).
    2. Para T 1 datos, aplicar Hamming filtrado en k-espacio antes de la reconstrucción de imágenes. Realizar T 1 montaje según métodos dados en la referencia 23. Para abordar el problema de la muestra desconocida (debido al uso de imágenes de magnitud), el punto de más baja intensidad puede ser excluido, o estimado en el curso de montaje con resultados similares.
    3. De datos de difusión-cargada, aplicar Hamming filtros por convolución en el dominio de la imagen (esto es más sencillo debido a la trayectoria del espacio k segmentado). Mapas de ADC de ajuste por el método en 13.
  2. Identificación de tejido isquémico
    1. identificar tejido isquémico imágenes de av recíproco D (1/D sistema de pesos americano) como esto proporciona contraste claro para la identificación de la lesión. Para generar volúmenes isquémicos de interés (VOI), definir tejido isquémico como voxels con valores un promedio desviación absoluta por encima del valor mediano de la distribución de todo el cerebro 1/D sistema de pesos americano. Para identificar regiones homólogas del hemisferio no-isquémica, reflejan el VOI isquémico sobre el eje vertical. Ajustar manualmente VOIs no isquémica para evitar incluyendo vóxeles que contiene líquido cefalorraquídeo.
    2. Para determinar la relación de 1 de qT y qT 2 con el tiempo publicar MCAO, por cada rata y punto del tiempo, carga las VOIs isquémicas y no isquémica 1 de qT y qT 2 mapas. Extracto de tiempos de relajación media y calcular la diferencia de porcentaje en 1 de qT y qT 2 entre hemisferios (ΔT 1 y ΔT 2) utilizando la siguiente ecuación:
      < img alt = "Ecuación" src = "archivos/ftp_ upload/55277/55277eq1.jpg"/ >
      T donde x es el parámetro elegido, 1 de qT o qT 2. Equation se refiere a la media hora de relajación de VOI isquémica y Equation el tiempo medio de relajación en VOI no isquémica. El VOI no isquémica puede usarse para que cada rata sirve como su propio control.
    3. Utilice los siguientes criterios para identificar los vóxeles con qT elevados 1 y cuarto de galón 2: cualquier voxels en el isquémico VOI con tiempos de relajación superior al mediana tiempo de relajación de la 1 de qT o qT 2 distribución en la no isquémica VOI por más de un byte en medio-máximo (HWMH). Estos criterios significan tiempos de relajación debe estar en el percentil 95 o superior para ser clasificados como ' alta '. Uso del mediana tiempo de relajación del VOI no isquémica permite a cada rata servir como su propio control.
    4. a la distribución espacial de cambios de tiempo de relajación dentro de las regiones de difusión disminuida, identificar y color código vóxeles con qT elevados 1 o qT 2 así como voxels con ambos elevados qT 1 y qT 2 denomina ' 1 de qT y qT 2 traslapo '.
    5. Para determinar el tamaño de la lesión según 1 de qT y qT 2, calcular el parámetro f (según lo introducido por Caballero et al. 18) de datos de MRI adquiridos para cada rata y punto del tiempo. f 1 y f 2 representt el número de voxels con qT alto 1 o qT 2 (respectivamente) como un porcentaje del tamaño del VOI isquémico.
      1. Uso la siguiente ecuación para calcular f 1 y f 2:
        Equation
        donde Equation se refiere a el tiempo de relajación (1 de qT o qT 2), Equation se refiere al número de ' alta ' tiempo de relajación voxels en el VOI isquémico, Equation es el número de ' bajo ' vóxeles de tiempo de relajación en el VOI isquémico y Equation, el número total de voxels dentro el VOI isquémico. Criterios para la identificación de voxels con qT elevados 1 y qT 2 se describen en la sección 3.2.3. ' baja ' voxels son vóxeles con tiempos de relajación que el qT mediano 1 o qT 2 del no isquémica VOI por uno HWHM. La sustracción de Equation permite la disminución de tiempos de relajación debido a isquemia o a otras patologías 17.
      2. determinar el grado de ' qT 1 y superposición de 2 qT ' calculando el volumen de acumulación elevada qT 1 y qT 2 como porcentaje del volumen total del cerebro, se denomina ' V se superponen '. Utilice la siguiente ecuación:
        Equation
        donde Equation se refiere al número de voxels en el isquémico VOI con ambos ' alta ' qT 1 y ' alta ' qT 2 y Equation representa el número total de voxels en el cerebro de la rata entera. Determinar el número de voxels en el cerebro de la rata de crear manualmente un VOI alrededor de todo el cerebro en qT 2 relaxometría mapas.

4. Verificación de la lesión isquémica con cloruro de Triphenyletrazolium (TTC)

  1. inmediatamente después de la decapitación, cuidadosamente extraer el cerebro de la rata del cráneo. Realizar este procedimiento dentro de 10 minutos desde el momento en que la rata fue decapitada.
  2. Cerebros de tienda en refrigerados fosfato de 0,01 M tampón salino (PBS) antes de utilizar una matriz de máquina de cortar de cerebro de rata a la sección del cerebro en serie 1 mm de espesor rebanadas coronales.
  3. Después de seccionar, incubar cada rebanada del cerebro en 20 mL de PBS con un TTC a 37 ° C por 30 min en la oscuridad, como se recomienda en 24. Aunque la concentración de TTC 1% es aceptable, usar 0.5% para mejorar contraste.
    1. Cubrir los contenedores de las secciones en papel de aluminio para mantenerlo oscuro.
  4. Después de la incubación, retirar la solución TTC, con una pipeta y lavar rebanadas en tres cambios de PBS.
  5. Fotografía inmediatamente rodajas usando un microscopio de luz estándar y una cámara digital.

5. Análisis estadístico

  1. realizar el análisis estadístico usando Matlab y software estadístico.
  2. Determinar la relación de parámetros de Señor con el tiempo
    1. realizar Pearson ' correlaciones s en datos combinados de la rata para determinar la relación de ΔT 1, ΔT 2, f 1 y f 2 y V Traslapo con post tiempo MCAO.
    2. Para los parámetros que muestran una relación lineal significativa (p < 0.05), realizar regresión cuadrada de por lo menos para determinar si tiempo de inicio de movimiento puede predecirse mediante la cuantificación de los parámetros de interés. Usar el error cuadrático (RMSE) para evaluar la precisión de las estimaciones de tiempo de inicio de.
  3. Cuantificación del tamaño de la lesión de
    1. para comparar el tamaño de la lesión según qMRI diferentes parámetros, una forma de conducta relacionados con ANOVAs y Fisher ' s menos significativo diferencia post hoc en el número de voxels en promedio el VOI isquémico y el número promedio de voxels con qT alto 1 y 2 de qT. Las diferencias son consideradas significativas a p < 0.05. Si no se cumplen los supuestos de esfericidad por Mauchly ' prueba de esfericidad de s, correcto grados de libertad y valores de importancia de acuerdo con estimaciones de efecto invernadero Geisser.

Representative Results

En ratas los perfiles del gas de sangre fueron los siguientes: SO2 95,8 ± 3,2% PaCO2 51.6 ± 2,9 mmHg y pH 7.30 ± 0,04.

Típico Dav, qT2 y qT1 imágenes de una porción central de una rata representante en 4 puntos de tiempo post MCAO se muestran en los 3 primeros paneles de la Figura 1a. Imágenes de los otros paneles de la figura 1 muestran la lesión isquémica automáticamente detectada en rojo y las regiones dentro de la lesión isquémica con qT elevados1, regiones con Vse superponen y qT2 aparecen en verde. Hasta 2 h post-MCAO, regiones con alta qT1 dentro de la lesión isquémica estaban significativamente más grandes que qT alto2 (p < 0,01), pero convergente con el tiempo (figura 1). La lesión isquémica por Dav también era más grande que las regiones de alta qT1 (p < 0.05) y qT2 (p < 0.05) en las dos primeras horas.

Las dependencias de tiempo de qMRI parámetros se muestran en la figura 2. Todos los parámetros de qMRI fueron predictores significativos de post tiempo MCAO (ΔT1: R2 = 0.71, ΔT2: R2 = 0.75, f1: R2 = 0.53, f2: R2 = 0.82, V traslapo: R2 = 0,87). Basado en el RMSE para cada parámetro, incertidumbres asociados con las estimaciones de tiempo desde del inicio del movimiento eran ± 37 min para ΔT1, ± 28 min para ΔT2, ± 47 min de f1, ±34 min f2y ±25 min para Vse superponen. Así, Vse superponen dio la estimación más precisa del tiempo desde el inicio del movimiento.

La coloración de TTC de cerebros muestras alrededor de 6 h después de MCAO verificado el daño isquémico irreversible predominante en materia gris (figura 1 d).

Figure 1
Figura 1: cambios en los parámetros de qMRI debido a accidente cerebrovascular isquémico en una rata ejemplo. (una) muestra ejemplo qMRI imágenes durante un periodo de 4 h de isquemia. Las primeras cuatro columnas muestran Dav mapas, qT2 mapas, mapas de1 qT y T2 imágenes cargadas respectivamente. Columnas restantes indican que la Dav mapas con representaciones de las lesiones automáticamente segmentadas. La lesión deav D automáticamente detectada se muestra en la columna 5 en rojo. En la columna 6 la Dav lesión se muestra en color rojo con vóxeles con qT alto2 que se muestra en verde. En la columna 7 la Dav lesión se muestra en rojo con vóxeles de1 qT alto que se muestra en verde. En la columna 8 la lesión deav D se muestra en color rojo con vóxeles con qT elevados1 y qT2 (Vse superponen) se muestra en verde. (b) muestra la distribución del cuarto de galón2 en la lesión deav D en función de mensaje de tiempo MCAO, así como la distribución de2 qT no lesión al tiempo cero. (c) muestra la correspondiente qT1 distribuciones, la leyenda adyacente pertenecientes a ambos paneles (b) y (c). (d) muestra un trozo de cerebro teñidos de TTC después de que el animal fue sacrificado en 6 h post-MCAO. Haga clic aquí para ver una versión más grande de esta figura.

Figure 2
Figura 2: las relaciones entre el tiempo post-MCAO qMRI parámetros relevantes para el tiempo de isquemia. (una) muestra f1, (b) la f2, (c), Vse superponen, (d), ΔT1 y (e), ΔT2. Mejor ajuste para cada parámetro (línea roja continua) y se muestran barras de RMSE (rayas negras). Las líneas punteadas representan cada una de las ratas individuales 5 objeto de MCAO. Haga clic aquí para ver una versión más grande de esta figura.

Discussion

El protocolo actual para la estimación de tiempo de inicio de la carrera en ratas utiliza cuantitativa difusión y tiempo de relajación MRI datos en lugar de señal intensidades respectivas ponderado Señor contraste imágenes19. Evidencia reciente señala a performance inferior de intensidades de la imagen en la estimación de movimiento Inicio tiempo 14,25. En la lesión de accidente cerebrovascular 'difusión-positivo' nuestro protocolo MRI ofrece tiempos de inicio de movimiento de1 de qT y qT2 MRI datos con una precisión de mitad una hora o así. Es una tendencia general que supera los datos de2 qT de qT1. La mejor precisión para la determinación del tiempo de inicio se obtiene del volumen de superposición qT elevados1 y qT2 (Vse superponen).

Las imágenes en la figura 1 muestran que mientras que el coeficiente de difusión reducida aparece más bien uniforme, regiones con qT anormal1 y qT2 heterogéneo están dispersos dentro de la lesión isquémica. Este hallazgo está de acuerdo con las observaciones anteriores y es probable que debido a diferentes sensibilidades de estos parámetros de qMRI cambios patofisiológicos causados por isquemia 6. Esto sugiere qMRI parámetros pueden ser informativos de las nociones de estado y soportes de tejido que DWI sobrestima el daño isquémico 26. De hecho, recientes puntos de evidencia preclínica hacia la heterogeneidad de daño isquémico dentro de difusión define las lesiones 27. Así, la combinación de difusión y qT1 qT2 potencialmente proporciona información sobre tiempos Inicio tiempo y tejido el estado, los cuales son clínicamente útiles para las decisiones de tratamiento en pacientes con inicio desconocido.

Vse superponen y f2 dio las estimaciones más precisas del tiempo de inicio de carrera. La ventaja de cuantificar tiempos de relajación es que a diferencia de intensidades de la señal son insensibles a las variaciones inherentes causadas por factores técnicos como inhomogeneidades del campo magnético y el protón densidad 6, incluyendo el campo magnético que variación dentro de la lesión isquémica 18. Reduce la incertidumbre asociada con el tiempo de inicio las estimaciones de qT1 y f1 son probablemente debido a la mencionada respuesta bi-fásica de qT1 a isquemia, que contribuye a la baja pendiente del dependiente del tiempo qT1 cambio de 8,15,16. Los datos de MRI que se muestra (figura 2) están conforme a anteriores obras 13,14, en los cursos de tiempo de relajación tiempo las diferencias entre el cerebro isquémico y contralateral no isquémica son adecuadamente descrito por funciones lineales. Sin embargo, es importante tener en cuenta que los cambios hidrodinámicos de base debido a la isquemia no lineal 1,18.

El actual protocolo de MRI para tiempo de movimiento es demostrado en ratas sometidas a isquemia permanente utilizando el procedimiento de Longa et al 22. En nuestra experiencia, la Longa et al procedimiento falla para inducir MCAO en 10-20% de las ratas, sin embargo, como ADC se utiliza para verificar la presencia de isquemia, los experimentos pueden cerrarse prematuramente. Incapacidad para inducir MCAO es a menudo debido a la rosca de oclusión imperfecta. Otro factor lo que resulta en fallas experimentales es que MCAO es un severo procedimiento causando la muerte de hasta un 20% de las ratas durante una prolongada sesión de MRI.

El protocolo de tiempo de inicio de movimiento sólo se aplica a isquemia permanente. En la isquemia focal de la rata con la reperfusión, la relación entre Dav y1 de qT o qT2 se disocia como Dav se recupera, pero no para qT1 y qT2 dependiendo de la duración de la isquemia antes reperfusión 8,28. Además, la evolución del daño isquémico es probable ser más variable en pacientes con accidente cerebrovascular debido a las diferencias individuales en factores que afectan la microcirculación como la edad y comorbilidades (p. ej., diabetes, hipertensión, enfermedades del corazón). Estos factores inevitablemente influirá en la dependencia del tiempo de f1, f2 y Vse superponen movimientos humanos y por lo tanto requiere investigación en contextos clínicos.

Para concluir, qMRI parámetros proporcionan estimaciones de tiempo de inicio de carrera. Vse superponen y f2 proporcionan las estimaciones más precisas y también puede ser informativo del estado del tejido. qMRI por lo tanto podría ser clínicamente beneficiosa en términos de ayudar a las decisiones de tratamiento para los pacientes con tiempo de inicio desconocido. Un tema a considerar aquí es que la proporción de materia gris a blanco en el cerebro de la rata es mucho mayor que en los seres humanos, e hidrodinámica en estos tipos de tejido de cerebro puede variar de 18. Sin embargo, más investigación sobre la dependencia del tiempo de f2, Vse superponen y qT2 en pacientes con accidente cerebrovascular agudo hiper está garantizado.

Disclosures

Los autores no tienen nada que revelar.

Acknowledgments

BLM es un receptor de beca de doctorado de EPSRC y recibió una beca de viaje a la Universidad de Finlandia Oriental de la escuela de Psicología Experimental, Universidad de Bristol. MJK es financiado por el Instituto de Elizabeth Blackwell y por el fondo de apoyo estratégico internacional de Wellcome Trust [ISSF2: 105612/Z/14/Z]. KTJ y OHJG están financiados por la Academia de Finlandia, UEF-cerebro de la Universidad de Finlandia Oriental y Finlandia Biocenter de financiación estratégico. El trabajo fue apoyado por el Dunhill Medical Trust [número R385/1114].

Materials

Name Company Catalog Number Comments
Magnetic Field Strength Operation Frequency
MRI scanner Agilent, Santa Clara, CA, USA 9.4T 400.13 MHz
Linear volume transmit RF-coil RAPID Biomedical, Rimpar, Germany - 400.13MHz
Actively decoupled receive coil RAPID Biomedical, Rimpar, Germany - 400.13MHz
Rat head holder RAPID Biomedical, Rimpar, Germany
i-Stat handheld blood-gas analyzer i-Stat Co, East Windsor, NJ, USA
Pneumatic pillow breathing rate monitor SA Instruments Inc, Stony Brook, NY, USA
Rodent rectal temperarure moniring device SA Instruments Inc, Stony Brook, NY, USA
Name Company
Chemicals
Isoflurane: Attane Vet 1000mg/g Piramal Healthcare UK Ltd, Northumberland, UK
2,3,5-Triphenyltetrazolium cholide=TTC Sigma-Aldrich, Gillinham, Dorset, UK

DOWNLOAD MATERIALS LIST

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Neurociencia número 127 cerebro movimiento proyección de imagen de resonancia magnética tiempo de inicio
Un protocolo de imagen de resonancia magnética para la estimación de tiempo de inicio de movimiento en Isquemia Cerebral permanente
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McGarry, B. L., Jokivarsi, K. T., Knight, M. J., Grohn, O. H. J., Kauppinen, R. A. A Magnetic Resonance Imaging Protocol for Stroke Onset Time Estimation in Permanent Cerebral Ischemia. J. Vis. Exp. (127), e55277, doi:10.3791/55277 (2017).

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