Waiting
Login processing...

Trial ends in Request Full Access Tell Your Colleague About Jove
JoVE Journal Bioengineering
Click here for the English version

Bioengineering

القياس الكمي لوظيفة البطين الأيسر لقلب الفأر، وسلالة عضلة القلب، والقوى الديناميكية الدموية عن طريق التصوير بالرنين المغناطيسي القلبي الوعائي

Published: May 24, 2021 doi: 10.3791/62595
Automatic Translation
1, 1,2, 2, 3, 1,4, 5, 1
1Department of Biomedical Engineering & Physics, Amsterdam University Medical Centers, Amsterdam Cardiovascular Sciences, University of Amsterdam, 2BioMedical Engineering and Imaging Institute, Icahn School of Medicine at Mount Sinai, 3MR Solutions Ltd., 4Laboratory for Myology, Department of Human Movement Sciences, Faculty of Behavioral and Movement Sciences, Vrije Universiteit Amsterdam, 5Medis medical imaging systems B.V.

Summary

تصف هذه الدراسة بروتوكولا شاملا للتصوير بالرنين المغناطيسي القلبي الوعائي (CMR) لقياس المعلمات الوظيفية البطينية اليسرى لقلب الماوس. يصف البروتوكول اقتناء صور CMR ومعالجتها وتحليلها بالإضافة إلى تقييم المعلمات الوظيفية القلبية المختلفة.

Abstract

ساهمت نماذج الماوس بشكل كبير في فهم العوامل الوراثية والفسيولوجية المشاركة في وظيفة القلب الصحية ، وكيف تؤدي الاضطرابات إلى علم الأمراض ، وكيف يمكن علاج أمراض عضلة القلب. أصبح التصوير بالرنين المغناطيسي القلبي الوعائي (CMR) أداة لا غنى عنها لتقييم شامل في الجسم الحي لتشريح القلب ووظيفته. يظهر هذا البروتوكول قياسات مفصلة لوظيفة البطين الأيسر لقلب الماوس، وسلالة عضلة القلب، والقوى الديناميكية الدموية باستخدام 7-Tesla CMR. أولا، يتم عرض إعداد الحيوانات وتحديد المواقع في الماسح الضوئي. يتم إجراء مسح مسح لتخطيط شرائح التصوير في مختلف طرق العرض قصيرة وطويلة المحور. يتم الحصول على سلسلة من الأفلام القصيرة المحور (SA) المحتملة التي تسببها تخطيط القلب (أو صور CINE) التي تغطي القلب من قمة إلى قاعدة ، والتقاط المراحل الانبساطية النهائية والانبساطية النهائية. في وقت لاحق ، يتم الحصول على صور CINE ذات الشريحة الواحدة والمسورة بأثر رجعي في عرض SA منتصف البطين ، وفي مشاهدات 2 و 3 و 4 غرف ، ليتم إعادة بنائها إلى صور CINE عالية الدقة الزمنية باستخدام برامج مصممة خصيصا ومفتوحة المصدر. يتم تحليل صور CINE لاحقا باستخدام برنامج تحليل صور CMR مخصص.

تحديد الحدود الانحلالية والإبيكاردية في SA نهاية الانقباضي ونهاية الانبساطي صور CINE يسمح لحساب نهاية الانقباضي ونهاية الانبساطي المجلدات، طرد كسر، وإخراج القلب. يتم تحديد صور SA CINE منتصف البطين لجميع الأطر الزمنية القلبية لاستخراج منحنى مفصل لحجم الوقت. مشتق الوقت يسمح لحساب وظيفة الانبساطي كنسبة من ملء في وقت مبكر وموجات انكماش الأذينية. وأخيرا، يتم تحديد الجدران البطينية اليسرى في وجهات النظر 2-، 3-، و 4 غرف باستخدام ميزة تتبع، والتي يتم حساب المعلمات سلالة عضلة القلب الطولية والقوى الهينامية البطينية اليسرى. في الختام ، يوفر هذا البروتوكول تفصيلا في القياس الكمي الحي لمعلمات قلب الماوس ، والتي يمكن استخدامها لدراسة التغيرات الزمنية في وظيفة القلب في نماذج الماوس المختلفة لأمراض القلب.

Introduction

يوفر الرنين المغناطيسي القلبي الوعائي (CMR) في الحيوانات الصغيرة قياسا دقيقا في الجسم الحي لوظيفة عضلة القلب ، مما يجعل CMR أداة مثالية للأبحاث قبل السريرية في أمراض القلب والأوعية الدموية. نظرا لارتفاع الدقة المكانية وارتفاع التباين بين الدم و عضلة القلب في صور CMR ، فمن الممكن تحديد ملامح بطانة الرحم و epicardial وحساب كتلة عضلة القلب وحجم البطين1،2. على الرغم من ارتفاع معدلات ضربات القلب تصل إلى 600 نبضة / دقيقة ، فإن استخدام تخطيط القلب الكهربائي (ECG) والتسبب التنفسي يسمح بقياسات عالية الجودة لمراحل القلب المختلفة (وتسمى أيضا صور CINE) دون قطع أثرية للحركة التنفسية. وبهذه الطريقة، يمكن استخدام شرائح متعددة لتغطية القلب من قمة إلى قاعدة لاستخراج معلمات الوظيفة الانقباضية مثل كسر القذف (EF)، وحجم نهاية الانقباضي (ESV)، وحجم نهاية الانبساطي (EDV)، وإخراج القلب (CO)3. وبصرف النظر عن تقييم الوظيفة الانقباضية الأساسية، وقد وضعت تقنيات CMR إضافية مؤخرا لتقييم الخلل الانبساطي4،سلالة عضلة القلب5،والقوى الدموية (HDF)6.

يسمح تخطيط القلب بالتزامن مع الدورة القلبية من خلال بدء اكتساب إشارة MR بعد الكشف عن ذروة R وتسجيل عدد محدد من مراحل القلب خلال الفاصل R-R. ومع ذلك ، فإن عدد مراحل القلب (معدل الإطار) التي يمكن الحصول عليها بهذه الطريقة يعتمد على أقل وقت تكرار ممكن (TR) يمكن للنظام الوصول إليه مع الحفاظ على نسبة إشارة إلى ضوضاء مقبولة (SNR) والدقة المكانية4. وعلاوة على ذلك، لأن استخدام تدرجات المجال المغناطيسي العالي يمكن أن يشوه مؤقتا إشارة تخطيط القلب، فإن الاقتناء يتوقف عادة قبل المرحلة الانبساطية النهائية. يحد كلا العاملين من استخدام هذه الفحوصات لتقييمات الوظائف الانقباضية ، حيث يتطلب حساب المعلمات الوظيفية القلبية الأخرى تعريفا أفضل لمنحنى وقت الصوت البطيني الأيسر (LV).

يمكن الحصول على صور CINE عالية معدل الإطار عن طريق الإثارة بأثر رجعي ، حيث يتم الحصول على إشارة MR باستمرار أثناء المسح الضوئي ، ويكتشف صدى الملاح المدمج بعد الإثارة الراديوية (RF) الحركة القلبية والجهاز التنفسي. نظرا لأن اكتساب CMR يتم بشكل غير متزامن مع الحركة القلبية ، يمكن بعد ذلك تعيين إشارات MR المكتسبة إلى عدد مختار بأثر رجعي من إطارات القلب. وبهذه الطريقة، إذا تم جمع بيانات كافية، يمكن إعادة بناء صور CINE عالية الإطار بمعدل4،7. وهذا يسمح بعد ذلك بتقييم الوظيفة الانبساطية، ممثلة في النسبة بين معدل التعبئة المبكر الذروة (E') ومعدل التعبئة المتأخر الذروة من الانكماش الأذيني (A').

في البحوث السريرية، يمكن تحليل الصور CINE مع CMR ميزة تتبع لتقييم سلالة عضلة القلب وHDF6،8. إجهاد عضلة القلب هو معلمة تشوه القلب التي تقيس الفرق في النسب المئوية بين الطول الأولي (عادة في الطول الانبساطي النهائي) والحد الأقصى للطول (عادة في نهاية السستولي) من الجزء عضلة القلب9. يمكن أن تكون قياسات إجهاد عضلة القلب ذات قيمة إضافية لتقييم وظيفة LV حيث تحدد قيم الإجهاد تقصير جدار عضلة القلب وسماكته. انخفاض في تقصير وظيفة قد يكون مؤشرا على تلف الألياف تحت القلب10. يمكن أن تحدث التعديلات في إجهاد عضلة القلب بشكل مستقل عن EF ويمكن أن تكون مقدمة للمضاعفات الكامنة.

على وجه التحديد، وقد ثبت أن السلالة الطولية العالمية (GLS) وسلالة محيطية عالمية (GCS) أن تكون ذات قيمة مضافة في توصيف أمراض القلب10،11،12. وبالمثل، اقترح HDF لتكون معلمة رواية محتملة للإشارة إلى تغييروظيفةالقلب 6،13. هذه HDF أو تدرجات الضغط المتدخل (IVPG) محرك حركة الدم أثناء طرد وملء القلب وتتأثر تبادل الزخم بين الدم والقلب العضلي، بما في ذلك الصمام الأبهري والميترالي14،15.

في هذه الدراسة، يتم وصف بروتوكول شامل لأداء قياسات CMR الحيوانية الصغيرة القوية لقياس وظيفة LV، سلالة عضلة القلب، وHDF من قلوب الفئران. أنه يحتوي على الخطوات اللازمة لإعداد الحيوانات، والحصول على البيانات باستخدام كل من الصور CINE بوابات مستقبليا وبأثر رجعي من القلب، فضلا عن تحليل مع برامج مخصصة قادرة على حساب القياسات الحجمية، E'/A' نسبة، سلالة عضلة القلب، وHDF من القلب. يمكن استخدام هذا البروتوكول للتقييم الشامل لوظيفة LV في نماذج الماوس المختلفة لأمراض القلب والأوعية الدموية.

Protocol

وتجري التجارب الحيوانية الموصوفة وفقا للمبادئ التوجيهية للاتحاد الأوروبي لرعاية المختبرات (التوجيه 2010/63/EU) ووافقت عليها لجنة أخلاقيات الحيوان التابعة للمركز الطبي الأكاديمي.

1. الإعداد وإعداد الحيوان

  1. قبل بدء التجربة، تأكد من وجود تخدير isoflurane كافية لمدة 2 ساعة على الأقل، وأن البطارية المتاحة ل تخطيط القلب ورصد الجهاز التنفسي مشحونة بما فيه الكفاية. تأكد من أن منطقة الماسح الضوئي مجهزة أنبوب استخراج الدخان العمل لإزالة isoflurane الزائدة.
  2. إعداد مهد الماوس (الشكل 1A)، وبدوره على نظام التدفئة الحيوانية مع درجة الحرارة تعيين إلى 40 درجة مئوية. إعداد وحدة واجهة تخطيط القلب / الجهاز التنفسي وإعداد البطارية (الشكل 1B)، وبدء البرنامج لرصد الوقت الحقيقي من تخطيط القلب وإشارات الجهاز التنفسي (الشكل 1C).
  3. إزالة الماوس من قفص السكن وقياس وزن الجسم.
  4. ضع الماوس في غرفة تحريض التخدير تحت ذراع استخراج غطاء الدخان ، وتوفير 3-4٪ isoflurane في خليط من 0.2 L / min O2 و 0.2 L / min الهواء الطبي. بعد تخدير الحيوان بالكامل ، ضع قطرة صغيرة من مرهم العين على كل عين ، واغلق جفون الماوس.
  5. ضع الماوس في الموضع supine على مهد الماوس. ربط القواطع من الماوس في شريط لدغة على مهد الماوس، وضبط مخروط الأنف لتناسب بشكل صحيح(الشكل 1A). تحقق بصريا إذا كان التنفس مستقرا أقل من 100 نفس / دقيقة ، وتقليل isoflurane إلى ~ 2 ٪ أثناء إعداد الحيوان.
  6. تحريك مهد الماوس بحيث يقع القلب في جزء من حامل المهد التي سوف ينتهي في وسط لفائف RF وISO-مركز المغناطيس.
  7. استخدام هلام البترول لإدراج مسبار درجة حرارة المستقيم، والشريط كابل الألياف البصرية من مسبار درجة الحرارة إلى مهد الماوس.
  8. ضع البالون التنفسي على أسفل البطن من الماوس وتأمينه مع الشريط. إدراج اثنين من إبر القطب تخطيط القلب تحت الجلد في الصدر في ذروة النتوئات والشريط بلطف لهم وصولا الى منع الحركة (الشكل 1A).
  9. تحقق ما إذا كانت إشارات التنفس و ECG ذات جودة كافية، وما إذا كانت نقاط الزناد الصحيحة يتم اكتشافها بواسطة البرنامج(الشكل 1C).
    1. تأكد من أن معدل التنفس هو 50-80 نفسا / دقيقة ، ومعدل ضربات القلب ~ 400-600 نبضة / دقيقة ، ودرجة حرارة الجسم حول 37 درجة مئوية. ضبط إدارة isoflurane عندما يكون معدل التنفس خارج هذا النطاق، وخفض درجة حرارة نظام التدفئة الحيوانية إذا كانت درجة حرارة الجسم يميل إلى تجاوز 37 درجة مئوية.
  10. ضع ملف RF فوق الماوس.
    ملاحظة: اعتمادا على النظام، قد يتطلب هذا قطع اتصال مؤقت لأقطاب تخطيط القلب ومقابس البالون التنفسي من وحدة واجهة تخطيط القلب/الجهاز التنفسي.
  11. توصيل الكابلات لفائف، ووضع المهد في تحمل المغناطيس. تحقق مما إذا كانت إشارة تخطيط القلب لا تزال مستقرة.
    1. إذا كانت إشارة تخطيط القلب دون المستوى الأمثل، فإعادة وضع أقطاب تخطيط القلب للحصول على إشارة أفضل، حيث لا يمكن القيام بذلك في مرحلة لاحقة دون تغيير اتجاه الحيوان بشكل كبير.

Figure 1
الشكل 1: إعداد الحيوانات وإعداد المعدات للتصوير CMR من قلب الماوس. (أ)الماوس تخدير بالكامل في موقف سوبين، وضعت في مهد الماوس ساخنة مع وسادة هوائية الجهاز التنفسي وضعت على البطن، استشعار درجة حرارة الألياف البصرية المستقيم، وتحت الجلد تخطيط القلب يؤدي في الصدر بالقرب من النبوات. (ب) لفائف جسم الماوس وضعت على مهد الماوس، مع يؤدي تخطيط القلب ووسادة الجهاز التنفسي إعادة الاتصال إلى تخطيط القلب وواجهة الجهاز التنفسي قبل وضع حامل في المغناطيس التصوير بالرنين المغناطيسي. (ج)تصوير تخطيط القلب وإشارات الجهاز التنفسي في برنامج مخصص لرصد الحيوانات الصغيرة. يتم الكشف عن الذروة R من إشارة تخطيط القلب واستخدامها كنقطة انطلاق لاكتساب إشارة التصوير بالرنين المغناطيسي. يمكن ضبط فترة الفراغ بين قمم R يدويا استنادا إلى فترة ضربات القلب. يمكن أن يحدث التسبب فقط أثناء الهضبة التنفسية (الخط الأخضر في اللوحة الوسطى) التي يمكن ضبط تأخير البداية والعرض الأقصى يدويا. الاختصارات: CMR = تصوير الرنين المغناطيسي القلب والأوعية الدموية. ECG = تخطيط القلب; التصوير بالرنين المغناطيسي = التصوير بالرنين المغناطيسي. يرجى النقر هنا لعرض نسخة أكبر من هذا الرقم.

2. معايرة التصوير بالرنين المغناطيسي والتسبب

  1. ضبط تخطيط القلب ومعلمات اللغات التنفسية داخل برنامج رصد الإشارات بحيث يتم إنشاء نقاط الزناد في قمم R وفقط خلال الجزء المسطح من إشارة الجهاز التنفسي. لتقليل أخطاء gating تخطيط كهربية القلب تعيين فترة فارغة 10-15 مللي ثانية أقصر من الفاصل R-R.
    ملاحظة: يجب تعديل هذه الفترة فارغة أثناء التجربة بأكملها إذا حدثت تغييرات في معدل ضربات القلب.
  2. إجراء معايرة تردد مركز ومسح الكشفية القياسية (ungated) مع إزاحة صفر لتحديد موضع الماوس في الماسح الضوئي في الاتجاهات التاجية، المحورية، و القوس. إذا لم يتم وضع القلب ضمن 0.5-1 سم من مركز مجال الرؤية (FOV)، قم بضبط موضع المهد وفقا لذلك، ثم أعد إجراء المسح الضوئي الكشفي.
  3. قم بإجراء معايرة يدوية للشم والترددات اللاسلكية باستخدام أساليب المورد المتاحة.

3. مسح التخطيط والاستحواذ

ملاحظة: راجع الجدول 1 للحصول على معلمات مسح تفصيلية للمسح الضوئي التالي.

  1. بناء على الكشفية الأولية، وإجراء مسح مسور أحادي الإطار التدرج صدى (GRE) الكشفية(الجدول 1، مسح 1) مع 5 شرائح في 3 اتجاهات متعامدة، ووضع كل كومة من شرائح على الموقع التقريبي للقلب لتحديد الموقع الدقيق للقلب (الشكل 2A).
  2. إجراء مسح كشفي متعدد الشرائح من إطار واحد (الجدول 1، المسح الضوئي 2). وتحقيقا لهذه الغاية، استخدم الكشفية GRE السابقة لوضع 4-5 شرائح في وضع البطين منتصف اليسار، عمودي على محور طويل من القلب للعثور على تقدير أولي للعرض SA منتصف البطين، وهو ما هو مطلوب لتخطيط طويلة محور 2 غرفة الكشفية (الشكل 2B).
  3. بالنسبة للفحوصات المستقبلية التالية (الخطوات 3.4-3.6) ، قم بتعديل عدد الإطارات القلبية (Nframes) بحيث تكون Nframes × TR ~ 60-70٪ من الفاصل الزمني R-R.
    ملاحظة: اكتساب 60-70٪ من الفاصل R-R يكفي لالتقاط المرحلة الانبساطية النهائية للدورة القلبية، مع السماح باسترخاء T1 إضافي أثناء نهاية الدياستول لتحسين SNR ومنع اضطراب R-الذروة التالية عن طريق التبديل التدرج.
  4. إجراء مسح GRE ذات شريحة واحدة مسور لتوليد الكشفية ذات المحور الطويل 2 غرفة (2CH) ، والتي جنبا إلى جنب مع مسح SA ، مطلوبة لتخطيط 4 غرف (4CH) (الجدول 1، مسح 3). لهذه الغاية، ضع شريحة عمودية على طرق العرض SA السابقة التي تعمل بالتوازي مع نقاط الاتصال بين البطين الأيسر والأيمي. نقل هذه الشريحة إلى منتصف البطين الأيسر، وتحقق في الصورة التاجية للكشافة GRE إذا تم محاذاة شريحة مع محور طويل LV بحيث يتم وضعها من خلال قمة(الشكل 2C).
  5. إجراء آخر مسور مسح GRE شريحة واحدة لتوليد 4 غرفة (4CH) المسح الكشفي، وهو أمر مطلوب لتخطيط SA متعددة شرائح والمسح الضوئي 3 غرف (الجدول 1، مسح 4). وتحقيقا لهذه الغاية، ضع شريحة عموديا على المسح الكشفي 2CH، ومحاذاة إلى مركز المحور الطويل بحيث شريحة يمر عبر الصمام التاجي والقمة. في وجهات النظر SA، وضبط شريحة بحيث يتم وضعها بالتوازي مع الجدار البطيني الخلفي والظبي وبين العضلات الحليمية اثنين(الشكل 2D). تحقق مما إذا كانت الشريحة تبقى في وسط البطين طوال الدورة القلبية بأكملها.
  6. إجراء مسح SA GRE متسلسل متعدد الشرائح مسور(الجدول 1، المسح الضوئي 5) لقياسات الدالة الانقباضية. لهذه الغاية، ضع شريحة منتصف البطين عموديا على المحور الطويل LV في طرق العرض 2CH و 4CH في وسط القلب، وزيادة عدد الشرائح (عادة عدد فردي، على سبيل المثال، 7 أو 9 شرائح، لا توجد فجوة بين الشرائح) لتغطية القلب من قاعدة إلى قمة(الشكل 2E).
  7. لإجراء عمليات المسح التالية المسورة بأثر رجعي (الخطوات 3.8-3.9)، قم بإيقاف تشغيل جميع وظائف القلب والجهاز التنفسي المحتملة. دون معدل القلب والجهاز التنفسي قبل وبعد كل مسح مسور بأثر رجعي، واستخدم هذه القيم لأغراض إعادة الإعمار لاحقا (الخطوة 5.2.2).
  8. إجراء ثلاثة مسح متسلسل أحادي الشريحة مسور بأثر رجعي GRE في طريقة عرض SA منتصف البطين (للقياس الكمي لنسبة E'/A) و 2CH و 4CH ، وهما الأخيران الضروريان للقياس الكمي لسلالة عضلة القلب وقيم HDF(الجدول 1، المسح الضوئي 6-8). إذا لزم الأمر، قم بتحسين التوجهات النهائية لشريحة 2CH و4CH استنادا إلى طرق عرض SA متعددة الشرائح بالإضافة إلى فحوصات الكشافة 2CH و4CH المتاحة.
  9. إجراء مسح GRE إضافي مسور بأثر رجعي من شريحة واحدة في عرض 3 غرف (3CH) ، والذي يقترن بعرض 2CH و 4CH من الخطوة 3.8 ضروري للقياس الكمي لسلالة عضلة القلب وقيم HDF(الجدول 1، المسح الضوئي 9). وتحقيقا لهذه الغاية، ضع شريحة عمودية على عرض SA منتصف البطين مماثلة لموقف النهائي طويل المحور 4CH عرض، وتحويل شريحة 45° لتمرير من الجدار الأمامي إلى العضلات الحليمية الأقرب إلى الجدار الخلفي. فحص شريحة SA القاعدية لمعرفة ما إذا كانت الشريحة تمر عبر الصمام التاجي الأبهري. تفقد في النهائي طويل المحور 4CH عرض إذا كانت الشريحة يمر قمة (الشكل 2F).

Figure 2
الشكل 2: تخطيط الشرائح للتصوير CMR في الماوس. (أ)تخطيط GRE SCOUT من خلال القلب في 3 مناظر متعامدة باستخدام المسح الكشفي الأولي. (B) التخطيط الكشفي قصير المحور على شرائح GRE SCOUT التاجية والقلد. (ج)تخطيط رؤية الكشفية 2CH باستخدام الكشافة قصيرة المحور وشريحة التاجية الكشفية GRE. (د)تخطيط الرؤية الكشفية 4CH باستخدام الكشافة قصيرة المحور والكشفية 2CH. (ه)تخطيط عرض متعدد الشرائح قصيرة المحور باستخدام الكشافة 2CH و 4CH. (F) (يسار) تخطيط طرق العرض النهائية 2CH و 3CH و 4CH باستخدام طرق عرض كشافة قصيرة المحور البطيني و 2CH/4CH. الاختصارات: CMR = تصوير الرنين المغناطيسي القلب والأوعية الدموية. GRE = صدى التدرج؛ CH = غرفة. يرجى النقر هنا لعرض نسخة أكبر من هذا الرقم.

رقم (أرقام) المسح الضوئي 1 2 3 4 5 6-9
اسم (أسماء) المسح الضوئي كشافة GRE متعدد شرائح SA الكشفية 2CH الكشفية 4CH الكشفية SA متعدد الشرائح SA، 2CH، 4CH، 3CH
مجموع الشرائح 15 (3 × 5)* 4-5 1 1 7-9 1
سمك (مم) 1 1 1 1 1 1
FOV (مم) 60 35 30 30 35 30
FOV نسبة 1 1 1 1 1 1
زاوية الوجه 40 20 20 20 20 15
TE (مللي ثانية)** 3.8 3.4 2.5 2.5 2.5 3.6
TR (مللي ثانية) 200 1 R-R 7 7 7 8
إطارات Nframe 1 1 12-14 12-14 12-14 32 ***
حجم المصفوفة 192 × 192 192 × 192 192 × 192 192 × 192 192 × 192 192 × 192
تخطيط كهربية القلب لا نعم نعم نعم نعم اثر رجعي
الجهاز التنفسي اثار نعم نعم نعم نعم نعم اثر رجعي
المتوسطات 1 3 5 5 5 بأثر رجعي ****
إجمالي وقت التصوير (المقدر *****) دقيقتان دقيقتان 3-4 دقائق 3-4 دقائق 20-25 دقيقة 13 دقيقة / مسح

الجدول 1: معلمات الامتلاك لكل تسلسل يستخدم أثناء بروتوكول CMR. * يتم إجراء المسح الضوئي في ثلاثة اتجاهات متعامدة مختلفة (محوري، تاجي، برج القوس). **يتم استخدام أقصر TE ممكن، نظرا لجميع المعلمات الأخرى، والتي تعتمد على تكوين الماسح الضوئي محددة. هذا هو عدد الإطارات القلبية بعد binning بأثر رجعي. ويعتمد المتوسط الفعال على التعبئة العشوائية للمساحة K خلال فترة الامتلاك الإجمالية. وفي المجموع، تم تنفيذ 400 تكرار لجميع خطوط k. بما في ذلك تخطيط القلب / الجهاز التنفسي مما أدى إلى تأخير. الاختصارات: CMR = تصوير الرنين المغناطيسي القلب والأوعية الدموية. ECG = تخطيط القلب; GRE = صدى التدرج؛ FOV = مجال الرؤية؛ TE = وقت الصدى؛ TR = وقت التكرار; Nframes = عدد الإطارات القلبية؛ SA = محور قصير; CH = غرفة. الرجاء الضغط هنا لتحميل هذا الجدول.

4. الانتهاء من التجربة وتخزين البيانات

  1. قم بإزالة الماوس من المهد بعد فصل جميع معدات القياس الأخرى، ثم قم بإيقاف تشغيل التخدير. في حالة التجارب الطولية ، ضع الماوس في قفص سكني دافئ مسبقا عند 37 درجة مئوية للتعافي حتى يستيقظ الحيوان ونشطا.
  2. تنظيف جميع المعدات التي تم استخدامها مع مناديل التنظيف أو الكحول 70٪.
  3. إنشاء ملفات التصوير الرقمي والاتصالات في الطب (DICOM) لبيانات التصوير بالرنين المغناطيسي المسورة في المستقبل ، ونسخ هذه جنبا إلى جنب مع ملفات البيانات الخام التصوير بالرنين المغناطيسي من مسح بوابات بأثر رجعي إلى خادم آمن لتحليل البيانات اللاحقة.

5. إعادة بناء حاليا من المسح المكتسبة بأثر رجعي

ملاحظة: لإعادة بناء المسح المسور بأثر رجعي، تم استخدام برنامج مفتوح المصدر مصمم خصيصا(الشكل 3). تنفيذ الخطوات التالية لكل من البيانات التي تم تشغيلها بأثر رجعي بشكل منفصل.

  1. فتح برنامج إعادة الإعمار بأثر رجعي، وتحميل ملف البيانات الخام المقابلة لمسح التصوير بالرنين المغناطيسي مسور بأثر رجعي.
  2. فحص إشارة الملاح الخام، ونلاحظ أن قمم إشارة أعلى تمثل تردد الجهاز التنفسي وقمم إشارة أقل تمثل معدل ضربات القلب.
    1. إذا تم تسجيل القمم رأسا على عقب، قم بقلب الإشارة باستخدام مفتاح لأعلى/لأسفل.
    2. بالإضافة إلى ذلك، تحقق مما إذا كان معدل ضربات القلب الذي تم اكتشافه تلقائيا يتوافق مع 10٪ من القيم الملاحظة أثناء كل فحص. إذا لم يكن الأمر كذلك، قم بضبط هذه القيم يدويا بسبب فشل الكشف التلقائي.
    3. اختر نسبة مناسبة من النافذة لاستبعاد البيانات أثناء حركة الجهاز التنفسي، وعادة ما تكون 30٪.
  3. اضغط على عامل التصفية لإجراء تحليل الملاح، وفصل ملاح القلب عن الملاح التنفسي.
  4. تعيين عدد إطارات CINE إلى 32 (القيمة المستخدمة في هذه الدراسة)، واضغط على فرز k-space.
  5. اختر الإعدادات المناسبة لتقنين الاستشعار المضغوط (CS)، واضغط على إعادة البناء. استخدم معلمات الانتظام النموذجية التالية: معلمة تنظيم الموجة في الأبعاد المكانية (س و ص و ض) (WVxyz) 0.001 أو 0؛ إجمالي قيود التباين في البعد CINE (TVcine) 0.1; إجمالي قيود التباين في البعد المكاني (TVxyz) 0؛ وقيد التباين الكلي في البعد الديناميكي (TVdyn) 0.05.
  6. بمجرد الانتهاء من إعادة الإعمار ، قم بمعاينة فيلم CINE لتقييم إعادة الإعمار. تصدير صور DICOM لمزيد من التحليل مع تصدير DCM.

Figure 3
الشكل 3: 'بأثر رجعي' مما يؤدي واجهة المستخدم الرسومية. "بأثر رجعي" هو تطبيق إعادة بناء مصمم خصيصا لفحوصات التصوير بالرنين المغناطيسي القلبي التي تم تشغيلها بأثر رجعي. في واجهة المستخدم ، من الممكن تقييم إشارة الملاح ، وضبط عدد إطارات CINE التي سيتم إعادة بنائها ، وضبط معلمات الاستشعار المضغوطة لتحسين إعادة الإعمار ، ومعاينة صور CINE كفيلم ديناميكي ، وتصدير البيانات المعاد بناؤها. يرجى النقر هنا لعرض نسخة أكبر من هذا الرقم.

6. برنامج تحليل الصور

ملاحظة: يتطلب برنامج تحليل الصور(الشكل 4)استخدام صور DICOM ويحتوي على مكونات إضافية متعددة لتطبيقات تحليل القلب والأوعية الدموية المختلفة ، مثل المكون الإضافي للقياسات الحجمية والبرنامج المساعد لتحليل الإجهاد وHDF.

  1. لتقييم الحجمي للLV، حدد المسح الضوئي SA متعدد الشرائح، وتحميله في البرنامج المساعد لقياس الحجم.
    1. تعيين التسميات الانقباضية النهائية (ES) ونهاية الانبساطي (ED) إلى الإطار القلبي المقابل.
    2. استخدم أدوات كفاف لتقسيم حدود نهاية القلب في الإطارات ES و ED.
      ملاحظة: يعرض برنامج التحليل المستخدم لهذا البروتوكول تلقائيا معلمات LV EF و EDV و ESV عند إجراء كافة التعليقات التوضيحية الضرورية.
  2. للقياسات الانبساطية، حدد صور SA CINE متوسطة البطين، وحملها في المكون الإضافي للقياسات الحجمية.
    1. تعيين تسميات ED و ES إلى الإطارات القلبية المقابلة.
    2. استخدم أدوات كفاف لتقسيم حد بطاقة القلب لكافة الإطارات. قارن تقسيم الإطارات المجاورة لضمان انتقال سلس للتجزئة طوال الدورة القلبية.
    3. تصدير تطور الوقت من جميع الإطارات القلبية وأحجام LV ذبذبات القلب المقابلة (LV ENDO). تطبيق برنامج نصي مخصص (راجع المواد التكميلية)لحساب نسبة E'/A.
      ملاحظة: يطبق البرنامج النصي مرشح Savitzky-Golay لحساب قوي لمنحنيات dV/dt ويستخدم الكشف عن الذروة شبه التلقائي للعثور على قمم E و A.
  3. لحسابات الضغط وHDF، حدد الصور CINE 2CH، 3CH، و 4CH طويلة المحور، وتحميلها في البرنامج المساعد لقياس الحجم.
    1. تعيين تسميات ED و ES إلى الإطار القلبي المقابل في كل اتجاه شريحة.
    2. استخدم أدوات كفاف لتقسيم حد بطاقة القلب لكافة الإطارات في كافة الاتجاهات 3. قارن تقسيم الإطارات المجاورة لضمان انتقال سلس للتجزئة طوال الدورة القلبية.
    3. مرة واحدة يتم رسمها في ملامح البرنامج المساعد لقياس الحجم، تشغيل البرنامج المساعد للإجهاد وتحليل HDF.
    4. تعيين كل من مجموعات البيانات المكتسبة إلى التسميات المقابلة ل طرق العرض 2CH و 3CH و 4CH وتنفيذ تحليل الضغط.
    5. لتحليل HDF، ارسم قطر الصمام التاجي في الإطار الانبساطي النهائي في جميع الاتجاهات الثلاثة، وارسم قطر الشريان الأورطي في صورة المحور الطويل ذات المحاور الثلاثة.

Figure 4
الشكل 4: صورة تحليل البرمجيات واجهة المستخدم الرسومية. البرنامج المساعد لقياس الحجم في برنامج تحليل الصور، والذي يستخدم لكفاف الحدود endomyocardial. لكل مجموعة بيانات، يتم تحديد مراحل القلب الانبساطية النهائية والانقباضية النهائية، ويتم تقسيم حدود نهاية القلب لجميع الإطارات. يرجى النقر هنا لعرض نسخة أكبر من هذا الرقم.

Representative Results

باستخدام البروتوكول الموصوف سابقا ، تم مسح مجموعة من فئران النمط البري C57BL/6 الصحية (n = 6 ، العمر 14 أسبوعا) باستخدام ماسح التصوير بالرنين المغناطيسي 7-Tesla باستخدام لفائف قفص الطيور قطرها 38 مم. خلال كل جلسة مسح ضوئي، تم الحصول على صور CINE SA متعددة الشرائح باستخدام تسلسل GRE المسور المحتمل، في حين تم الحصول على صور CINE ذات الشريحة الواحدة متوسطة البطين، و2CH، و3CH، و4CH باستخدام gating بأثر رجعي. يمكن رؤية إعادة بناء معدل الإطار العالي التمثيلي للمسح المسور بأثر رجعي باستخدام برنامج مخصص الصنع ، بعد المعالجة في فيديو إضافي 1. من الصور الناتجة، تم تحديد منحنيات وقت الصوت خلال دورة القلب(الشكل 5A)وكذلك منحنيات المشتقة الأولى المقابلة (dV/dt) لحساب الانقباضي (EF = 72.4 ± 2.8٪) ومعلمات الدالة الانبساطية (E'/A' = 1.5 ± 0.3) على التوالي.

تم تحليل صور CINE 2CH و 3CH و 4CH باستخدام برنامج تحليل الصور لتحديد تغييرات GLS (endoGLS) في القلب عبر الدورة القلبية(الشكل 5B)وقيم GLS الذروة المقابلة (-22.8 ± 2.4٪) كمقياس لسلالة عضلة القلب. بالإضافة إلى ذلك، يحسب البرنامج الجذر متوسط مربع (RMS) HDF في الطولية (قمة قاعدة) (135.2 ± 31.7٪) والاتجاهات العرضية (الاستدلالية-الأمامية) (12.9 ± 5.0٪). لكل حيوان، فمن الممكن أيضا لإنتاج ملف تعريف الوقت HDF، والذي يتبع نمط ثابت من القمم الإيجابية والسلبية التي تمثل حجم واتجاه HDF خلال دورة القلب(الشكل 5C). تلخص النتائج الوصفية لجميع بارامترات النتائج في الشكل 5D.

Figure 5
الشكل 5: القياس الكمي للمعلمات وظيفية LV على أساس قلب الماوس. (A) منحنى حجم الوقت التمثيلي ومنحنى dV / dt المقابلة. يصور هذا الأخير سرعة التدفق مع ذروة تعبئة مبكرة متميزة (E') وانكماش الأذين (A') الذروة. (ب) منحنى GLS التمثيلي الذي يشير إلى تشوه الإجهاد في الاتجاه الطولي طوال الدورة القلبية. (C) منحنى HDF التمثيلي مع قمم قوة متميزة في اتجاه القاعدة العليا ، بدءا من قوة القذف الانقباضي وتليها قوة هبوطية عند الانتقال بين السستولي والدياستول ، وقوة تباطؤ الموجة E ، وتسارع الموجة A ، وقوة التباطؤ. (د)النتائج الوصفية لجميع الحيوانات لقيم EF، E'/A' نسبة، ذروة GLS، والجذر يعني مربع من HDF في قاعدة قمة والاتجاهات إينفرولاتيرال-anteroseptal. يتم التعبير عن القيم على أنها متوسط ± SD. اختصارات: LV = البطين الأيسر; V = حجم; ر = الوقت; GLS = سلالة طولية عالمية؛ قوات الدفاع الشعبي = قوات ديناميكية الدم؛ EF = كسر الإخراج. يرجى النقر هنا لعرض نسخة أكبر من هذا الرقم.

فيديو تكميلي 1: إعادة إنشاء تمثيلي لصور CINE المسورة بأثر رجعي في مشاهدات SA و 2CH و 3CH و 4CH. المختصرات: SA = محور قصير; CH = غرفة. الرجاء الضغط هنا لتحميل هذا الفيديو.

المواد التكميلية: الرجاء الضغط هنا لتحميل هذا الملف.

Discussion

يصف البروتوكول المقدم استخدام التصوير CMR للتجارب الطولية وغير الغازية في الجسم الحي لتحليل وظائف القلب في الفئران. هذه النتائج هي أمثلة على الحيوانات السليمة لإثبات جدوى استخدام صور CINE لتحديد معالم القلب. ومع ذلك، يمكن استخدام الأساليب الموصوفة لمختلف النماذج الحيوانية. على الرغم من أن نماذج الأمراض المحددة قد تتطلب تعديلات صغيرة على البروتوكول ، إلا أن بنيته الأساسية لتقييم المعلمات الوظيفية القلبية المختلفة ستكون متشابهة للغاية. حالة واحدة معينة جديرة بالذكر هي نموذج احتشاء عضلة القلب حيث يعاني جزء من القلب من خسارة كبيرة في الانقباض. وهذا يمكن أن يسبب انخفاض نوعية إشارة الملاح القلب داخل هذه الشريحة. وفي هذه الحالة، فإن الخيار البديل هو الحصول على الملاح من شريحة منفصلة، كماهو موضح في دراسة سابقة أجراها كولين وآخرون. يتم إعادة بناء صور CINE في طرق عرض مختلفة من بيانات مسورة بأثر رجعي باستخدام خوارزميات CS ويتم تحليلها باستخدام برنامج تحليل الصور لحساب قيم السلالة وHDF.

تعتمد جودة الصور المكتسبة بشكل طبيعي على جميع خطوات التحضير ، والتي تحتاج إلى إجراء بعناية قبل بدء بروتوكول التصوير بالرنين المغناطيسي القلبي. على سبيل المثال ، إذا لم يتم رؤية إشارات تخطيط القلب والجهاز التنفسي واضحة عند وضع الحيوان داخل الماسح الضوئي التصوير بالرنين المغناطيسي ، وهذا من المرجح أن يؤدي إلى عمليات الاستحواذ دون المستوى الأمثل وحتى زيادة أوقات المسح الضوئي بسبب التأثير الإضافي للتشوهات المغناطيسية17. من المهم أن ندرك أنه بسبب التخطيط التسلسلي للتوجهات شريحة، لا يمكن فقط إعادة وضع الحيوانات في ما بين عمليات المسح الضوئي. ولذلك فإنه ليس من الممكن إعادة ضبط قادة تخطيط القلب في ما بين عمليات المسح الضوئي، لأن هذا سوف يغير موقف الماوس في الماسح الضوئي. أثناء المسح الضوئي، يعد التحكم في درجة الحرارة أمرا حاسما للحفاظ على فاصل زمني ثابت للقلب والجهاز التنفسي، مما يفيد بشكل خاص جودة عمليات المسح المسور بأثر رجعي التي يتم الحصول عليها على مدى فترة زمنية أطول. خلال هذا الفحص عالي الخدمة ، قد ترتفع درجة حرارة الحيوان باطراد ، مما يؤدي إلى زيادة معدل ضربات القلب والجهاز التنفسي. يمكن أن يساهم ضبط درجة حرارة نظام التدفئة والتخدير بشكل كبير في استقرار معدل التنفس قبل أو أثناء المسح الضوئي.

خطوة حاسمة أثناء التحليل هو الاتساق في رسم كفاف. في حين أن التقسيم التلقائي يعمل بشكل جيد للبيانات السريرية ، إلا أنه لا يؤدي بقوة في حالة بيانات قلب الماوس (لم يتم اختبارها للفئران). ارتفاع معدل ضربات القلب وارتفاع تدفق الدم خلال مراحل معينة من القلب، وخاصة في بداية ملء LV، قد يسبب تخفيف الفرج وفراغات إشارة، مما يعرض للخطر ترسيم جدار عضلة القلب. لذلك لا ينصح بتحليل كل إطار بشكل مستقل ، ولكن فحص حركة جدار عضلة القلب بين الإطارات بصريا وأخذ ذلك في الاعتبار عند رسم الخطوط العريضة عبر جميع الإطارات. ينصح بنسخ وضبط كفاف الشغاف بين إطارين متتاليين للحفاظ على حركة انقباش أكثر طبيعية في التحليل. في هذا البروتوكول، يتم استبعاد العضلات الحليمية من حجم التجويف البطيني في صور SA لتقييم الوظيفة الانقباضية والانبساطية، في حين يتم تضمينها في وجهات النظر 2CH و 3CH و 4CH للإجهاد وتحليل HDF لأن الأخير يعتمد على معرفة الحركة الدقيقة للجدار عضلة القلب، بدلا من الحجم الدقيق للغشاء البطيني.

في حين تستند معلمات الوظائف الانقباضية والانبساطية على قياس أحجام LV طوال دورة القلب ، تعتمد معلمات الإجهاد وHDF على أنماط الحركة داخل جدار عضلة القلب أيضا. لهذا، يتم استخدام تقنيات تتبع الميزات حيث يمكن تقييم إزاحة الجزء عضلة القلب من خلال التعرف على السمات التشريحية المتميزة وكثافة الإشارات بين مراحل CINE اللاحقة. التباين القوي بين تجمع الدم و عضلة القلب في صور CMR يسهل استخدام ميزة تتبع لسلالة لاحقة وتحليل HDF8. قبل تتبع ميزة CMR ، تم تحديد سلالة عضلة القلب مع تتبع البقعة ووسم الأنسجة CMR. لا يتطلب تتبع ميزة CMR وقتا إضافيا للمسح الضوئي مقارنة بوضع علامات على أنسجة CMR. ومع ذلك ، على الرغم من استخدام الزناد بأثر رجعي ، لا يزال CMR لديه قرار زمني محدود ، مما قد يجعل من الصعب تقييم التشوهات السريعة بشكل صحيح داخل الدورة القلبية.

يتطلب تقييم HDF طوال دورة القلب قياسات أقطار الصمامات التاجية الأبهرية لحساب HDF في الاتجاهات الأساسية والاستدلالية الأمامية باستخدام المعادلات الموصوفة سابقا18. وقد أظهرت هذه الطريقة تقديرات متسقة من HDF بالمقارنة مع معيار مرجعي 4D تدفق التصوير بالرنين المغناطيسي، والتي لديها توافر محدود في الاستخدام السريري نظرا لتعقيده6. من المهم أن نعرف أن التقدير القوي لأقطار الصمام صعب ، وبالتالي ، يجب الحفاظ على أقطار الصمام ثابتة لمجموعة من الحيوانات وعبر القياسات المتكررة في دراسة طولية ، حيث أن الاختلافات في هذه المعلمة بتقديرات غير صحيحة يمكن أن تطغى بسهولة على التغيرات الدقيقة في معلمات HDF. قد لا يتوفر البرنامج المحدد المستخدم لحساب معلمات GLS و HDF لجميع المستخدمين. لذلك، يمكن للمرء أن يشير إلى Voigt وآخرون19 (GLS) وكذلك Pedrizzetti وآخرون6و20 (HDF)، والتي تحتوي على جميع الأوصاف الرياضية التي تشكل أساس الحسابات ذات الصلة كما يؤديها برنامج التحليل.

ولأغراض هذه الدراسة، تم تقييم البروتوكول في الحيوانات السليمة (N = 6). تظهر مجموعة تمثيلية من منحنيات الوقت لحجم LV وdV/dt و endoGLS وHDF في الشكل 5A-C. يتم عرض متوسط قيم المعلمات الوظيفية القلبية المتعددة (EF و E'/A'ratio وذروة GLS وHDF) في الشكل 5D. هذه تتفق بشكل جيد مع بروتوكولات مماثلة المستخدمة في الأدب21. الأدب على GLS وبيانات HDF في الفئران نادرة. تم قياس متوسط قيمة GLS -22.8٪ ، وهو في نفس نطاق البيانات السريرية 8 ، مما يشير إلى أنقياساتGLS التي تم الحصول عليها باستخدام الطريقة الموصوفة ممكنة في الفئران. تظهر منحنيات HDF التي تم الحصول عليها في الفئران أيضا نفس المراحل المتميزة كما رأينا في البيانات البشرية ، مما يدل على الترجمة الناجحة لهذه التقنية إلى أبحاث ما قبل السريرية. في حين يفترض أن معلمات HDF لتكون بمثابة علامات بيولوجية مبكرة لخلل القلب ، هناك ما يبرر إجراء المزيد من الدراسات للتحقيق في القيمة التشخيصية والتنبؤية لهذه المعلمة الجديدة. تظهر النتائج في هذا البروتوكول أنه من المتوقع أن تكون نتائج HDF و GLS أكثر متغيرة عبر الحيوانات ، والتي يجب أن تؤخذ في الاعتبار عند توقع اختلافات طفيفة في النماذج الحيوانية أو آثار العلاج.

Disclosures

رسلان غاريبوف هو موظف في شركة MR Solutions Ltd. ، غيلدفورد ، المملكة المتحدة. ديفيد هوتمان هو موظف في أنظمة التصوير الطبي Medis B.V. ، لايدن ، هولندا.

Acknowledgments

يشكر المؤلفان دوريتا ديكرز وفاطمة الدرويش على مساعدتهما في قياسات الماوس وتحليل البيانات.

Materials

Name Company Catalog Number Comments
Equipment
AccuSens single and multi-channel signal conditioner Opsens solutions inc., Canada  ACS-P4-N-62SC Used with fiber optic temperature sensor to monitor body temperature
Duratears eye ointment Alcon Nederland B.V., Netherlands
Mouse cell Équipment Vétérinaire Minerve, France referred to as mouse cradle
MR-compatible Monitoring & Gating System for Small animals SA Intuments, Inc., United States Model 1030 ERT Module (ECG/respiratory interface module) , ERT Control/Gating Module, battery pack and subdermal ECG Electrode Set
MRI scanner MR Solutions Ltd., United Kingdom Model: MRS-7024   Preclinical MRI System 7.0T/24 cm
Multistation temperature control unit and High Flow PCA Équipment Vétérinaire Minerve, France Model: URT Multipostes animal heating system
Respiration Sensor Graseby Medical Limited, United Kingdom Ref 2005100
RF coil MR Solutions Ltd., United Kingdom MRS-MVC 38mm mouse volume RF coil for mouse body studies
SF flowmeter flow-meter, Italy SF 3
Vaporizer sigma delta Intermed Penlon Ltd., United Kingdom
Materials
Isoflurane AST farma, Netherlands
Vaseline petroleum jelly Unilever, United Kingdom
Software
BART toolbox https://mrirecon.github.io/bart/
Mathematica 12.0 Wolfram Research, Inc., United States
MATLAB 2019a The MathWorks,Inc., United States
MEDIS Suite MR Medis Medical Imaging Systems B.V. ,Netherlands Image analysis software
PC-SAM SA Intuments, Inc., United States
Preclinical Scan MR Solutions Ltd., United Kingdom Scanning software
Retrospective version 7.0 Amsterdam UMC, the Netherlands Reconstuction software: https://github.com/Moby1971?tab=repositories

DOWNLOAD MATERIALS LIST

References

  1. Vallée, J. P., Ivancevic, M. K., Nguyen, D., Morel, D. R., Jaconi, M. Current status of cardiac MRI in small animals. Magnetic Resononance Materials in Physics, Biology and Medicine. 17 (3-6), 149-156 (2004).
  2. Bakermans, A. J., et al. Small animal cardiovascular MR imaging and spectroscopy. Progress in Nuclear Magnetic Resonance Spectroscopy. 88-89, 1-47 (2015).
  3. Wu, Y. L., Lo, C. W. Diverse application of MRI for mouse phenotyping. Birth Defects Research. 109 (10), 758-770 (2017).
  4. Coolen, B. F., et al. High frame rate retrospectively triggered Cine MRI for assessment of murine diastolic function. Magnetic Resonance in Medicine. 69 (3), 648-656 (2013).
  5. Lapinskas, T., et al. Cardiovascular magnetic resonance feature tracking in small animals - a preliminary study on reproducibility and sample size calculation. BMC Medical Imaging. 17 (1), 51 (2017).
  6. Pedrizzetti, G., et al. On estimating intraventricular hemodynamic forces from endocardial dynamics: A comparative study with 4D flow MRI. Journal of Biomechanics. 60, 203-210 (2017).
  7. Motaal, A. G., et al. Accelerated high-frame-rate mouse heart cine-MRI using compressed sensing reconstruction. NMR in Biomedicine. 26 (4), 451-457 (2013).
  8. Claus, P., Omar, A. M. S., Pedrizzetti, G., Sengupta, P. P., Nagel, E. Tissue tracking technology for assessing cardiac mechanics: principles, normal values, and clinical applications. JACC. Cardiovascular Imaging. 8 (12), 1444-1460 (2015).
  9. Scatteia, A., Baritussio, A., Bucciarelli-Ducci, C. Strain imaging using cardiac magnetic resonance. Heart Failure Reviews. 22 (4), 465-476 (2017).
  10. Modin, D., Andersen, D. M., Biering-Sørensen, T. Echo and heart failure: when do people need an echo, and when do they need natriuretic peptides. Echo Research and Practice. 5 (2), 65-79 (2018).
  11. Onishi, T., et al. Longitudinal strain and global circumferential strain by speckle-tracking echocardiography and feature-tracking cardiac magnetic resonance imaging: comparison with left ventricular ejection fraction. Journal of American Society of Echocardiography. 28 (5), 587-596 (2015).
  12. Faganello, G., et al. A new integrated approach to cardiac mechanics: reference values for normal left ventricle. The International Journal of Cardiovascular Imaging. 36, 2173-2185 (2020).
  13. Lapinskas, T., et al. The intraventricular hemodynamic forces estimated using routine CMR Cine images: a new marker of the failing heart. JACC. Cardiovascular Imaging. 12 (2), 377-379 (2019).
  14. Töger, J., et al. Intracardiac hemodynamic forces using 4D flow: a new reproducible method applied to healthy controls, elite athletes and heart failure patients. Journal of Cardiovascular Magnetic Resonance. 18, Suppl 1 61 (2016).
  15. Eriksson, J., Bolger, A. F., Ebbers, T., Carlhäll, C. J. Assessment of left ventricular hemodynamic forces in healthy subjects and patients with dilated cardiomyopathy using 4D flow MRI. Physiological Reports. 4 (3), 12685 (2016).
  16. Coolen, B. F., et al. Three-dimensional T1 mapping of the mouse heart using variable flip angle steady-state MR imaging. NMR in Biomedicine. 24 (2), 154-162 (2011).
  17. Nijm, G. M., Swiryn, S., Larson, A. C., Sahakian, A. V. Characterization of the magnetohydrodynamic effect as a signal from the surface electrocardiogram during cardiac magnetic resonance imaging. Computers in Cardiology. 33, 269-272 (2006).
  18. Domenichini, F., Pedrizzetti, G. Hemodynamic forces in a model left ventricle. Physical Review Fluids. 1, 083201 (2016).
  19. Voigt, J. U., et al. Definitions for a common standard for 2D speckle tracking echocardiography: consensus document of the EACVI/ASE/Industry Task Force to standardize deformation imaging. European Heart Journal - Cardiovascular Imaging. 16 (1), 1-11 (2015).
  20. Pedrizzetti, G. On the computation of hemodynamic forces in the heart chambers. Journal of Biomechanics. 95, 109323 (2019).
  21. Hoffman, M., et al. Myocardial strain and cardiac output are preferable measurements for cardiac dysfunction and can predict mortality in septic mice. Journal of American Heart Association. 8 (10), 012260 (2019).

Tags

الهندسة الحيوية، العدد 171،
القياس الكمي لوظيفة البطين الأيسر لقلب الفأر، وسلالة عضلة القلب، والقوى الديناميكية الدموية عن طريق التصوير بالرنين المغناطيسي القلبي الوعائي
Play Video
PDF DOI DOWNLOAD MATERIALS LIST

Cite this Article

Daal, M. R. R., Strijkers, G. J.,… More

Daal, M. R. R., Strijkers, G. J., Calcagno, C., Garipov, R. R., Wüst, R. C. I., Hautemann, D., Coolen, B. F. Quantification of Mouse Heart Left Ventricular Function, Myocardial Strain, and Hemodynamic Forces by Cardiovascular Magnetic Resonance Imaging. J. Vis. Exp. (171), e62595, doi:10.3791/62595 (2021).

Less
Copy Citation Download Citation Reprints and Permissions
View Video

Get cutting-edge science videos from JoVE sent straight to your inbox every month.

Waiting X
Simple Hit Counter