Method Article

Kardiyovasküler Manyetik Rezonans Görüntüleme ile Fare Kalbi Sol Ventrikül fonksiyonu, Miyokard Zorlanması ve Hemodinamik Kuvvetlerin Nicelemesi

DOI:

10.3791/62595

⸱

May 24th, 2021

 ,  ,  ,  ,  ,  , 
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.

In This Article

Summary

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

Bu çalışmada, fare kalbinin sol ventrikül fonksiyonel parametrelerini ölçmek için kapsamlı bir kardiyovasküler manyetik rezonans görüntüleme (CMR) protokolü açıklanmaktadır. Protokol, CMR görüntülerinin alımını, işlenmesini ve analizini ve farklı kardiyak fonksiyonel parametrelerin değerlendirilmesini açıklar.

Abstract

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

Fare modelleri, sağlıklı kardiyak fonksiyonda rol oynayan genetik ve fizyolojik faktörlerin anlaşılmasına, pertürbasyonların patoloji ile nasıl sonuçlanacağını ve miyokard hastalıklarının nasıl tedavi edilebileceğinin anlaşılmasına önemli katkıda bulunmuştur. Kardiyovasküler manyetik rezonans görüntüleme (CMR), kardiyak anatomi ve fonksiyonun kapsamlı bir in vivo değerlendirmesi için vazgeçilmez bir araç haline gelmiştir. Bu protokol, 7-Tesla CMR kullanarak fare kalbi sol ventrikül fonksiyonu, miyokard gerinimi ve hemodinamik kuvvetlerin ayrıntılı ölçümlerini göstermektedir. İlk olarak, tarayıcıda hayvan hazırlama ve konumlandırma gösterilmiştir. Çeşitli kısa ve uzun eksenli görünümlerde görüntüleme dilimlerinin planlanması için anket taramaları gerçekleştirilir. Kalbi uçtan tabana kaplayan, son sistolik ve son diyastolik evreleri yakalayan bir dizi potansiyel EKG tetikli kısa eksenli (SA) film (veya CINE görüntüleri) elde edilir. Daha sonra, tek dilimli, geriye dönük olarak kapılı CINE görüntüleri, özel olarak oluşturulmuş ve açık kaynaklı yazılımlar kullanılarak yüksek zamansal çözünürlüklü CINE görüntüleri olarak yeniden oluşturulmak üzere orta seviye SA görünümünde ve 2, 3 ve 4 odacıklı görünümlerde elde edilir. CINE görüntüleri daha sonra özel CMR görüntü analizi yazılımı kullanılarak analiz edilir.

SA end-sistolik ve son diyastolik CINE görüntülerinde endomyokardiyal ve epikardial sınırların delinmesi, uç-sistolik ve son diyastolik hacimlerin, ejeksiyon fraksiyonunun ve kardiyak çıkışın hesaplanmasına izin verir. Orta düzey SA CINE görüntüleri, ayrıntılı bir hacim-zaman eğrisi çıkarmak için tüm kardiyak zaman dilimleri için tanımlanmıştır. Zaman türevi, diyastolik fonksiyonun erken dolum ve atriyal kasılma dalgalarının oranı olarak hesaplanmasını sağlar. Son olarak, 2,3 ve 4 odacı görünümlerdeki sol ventrikül endokardiyal duvarlar, boyuna miyokard gerinim parametrelerinin ve sol ventriküler hemodinamik kuvvetlerin hesapıldığı özellik izleme kullanılarak tanımlanmıştır. Sonuç olarak, bu protokol, kalp hastalığının çeşitli fare modellerinde kardiyak fonksiyondaki zamansal değişiklikleri incelemek için kullanılabilecek fare kardiyak parametrelerinin ayrıntılı in vivo nicelemesini sağlar.

Introduction

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

Küçük hayvanlarda kardiyovasküler manyetik rezonans (CMR), miyokard fonksiyonunun doğru bir in vivo ölçümünü sağlayarak CMR'yi kardiyovasküler hastalıklarda preklinik araştırmalar için en uygun araç haline getirir. CMR görüntülerde kan ve miyokard arasındaki yüksek mekansal çözünürlük ve yüksek kontrast nedeniyle, endo ve epikardial konturları ayırt etmek ve miyokard kütlesini ve ventrikül hacimlerini hesaplamak mümkündür1,2. 600 atım/dk'ya varan yüksek kalp atış hızlarına rağmen, elektrokardiyogram (EKG) ve solunum tetikleme kullanımı, solunum hareketi eserleri olmadan farklı kardiyak evrelerin (CINE görüntüleri olarak da adlandırılır) yüksek kaliteli ölçümlerine izin verir. Bu şekilde, çıkarma fraksiyonu (EF), uç sistolik hacim (ESV), son diyastolik hacim (EDV) ve kardiyak çıkış (CO)3gibi sistolik fonksiyon parametrelerini ayıklamak için kalbi uçtan tabana örtmek için birden fazla dilim kullanılabilir. Temel sistolik fonksiyon değerlendirmesinin yanı sıra, diyastolik disfonksiyon4, miyokard gerinimi5ve hemodinamik kuvvetleri (HDF) değerlendirmek için ek CMR teknikleri geliştirilmiştir6.

EKG gating, R-tepenin algılanmasının ardından MR sinyal alımını başlatarak ve R-R aralığında tanımlanmış sayıda kardiyak faz kaydederek kardiyak döngüye senkronizasyon sağlar. Bununla birlikte, bu şekilde elde edilebilen kardiyak fazların (kare hızı) sayısı, sistemin kabul edilebilir bir sinyal-gürültü oranı (SNR) ve uzamsal çözünürlük4korurken ulaşabileceği mümkün olan en düşük tekrarlama süresine (TR) bağlıdır. Ayrıca, yüksek manyetik alan gradyanlarının kullanımı EKG sinyalini geçici olarak bozabildiğinden, alım genellikle son diyastolik fazdan önce durdurulur. Her iki faktör de bu tür taramaların kullanımını sistolik fonksiyon değerlendirmeleriyle sınırlar, çünkü diğer kardiyak fonksiyonel parametrelerin hesaplanması sol ventrikül (LV) hacim-zaman eğrisinin daha iyi tanımlanmasını gerektirir.

Yüksek kare hızında CINE görüntüleri retrospektif gating ile elde edilebilir, böylece tarama sırasında MR sinyali sürekli olarak alınır ve radyofrekans (RF) uyarılmasından sonra birikmiş bir navigasyon ekosu kardiyak ve solunum hareketini algılar. CMR alımı kardiyak hareketle zaman uyumsuz olarak gerçekleştirildiği için, elde edilen MR sinyalleri daha sonra geriye dönük olarak seçilen sayıda kardiyak çerçeveye atanabilir. Bu şekilde, yeterli veri toplanırsa, yüksek kare hızında CINE görüntüleri yeniden yapılandırılabilir4,7. Bu daha sonra, atriyal kasılma (A') ile tepe erken dolum oranı (E') ve pik geç dolum oranı arasındaki oran ile temsil edilen diyastolik fonksiyon değerlendirmesine izin verir.

Klinik araştırmalarda, CINE görüntüleri miyokard suşunu ve HDF6,8'ideğerlendirmek için CMR özellik izleme ile analiz edilebilir. Miyokard gerinimi, miyokard segmenti9'unbaşlangıç uzunluğu (genellikle son diyastolik uzunlukta) ile maksimum uzunluğu (genellikle son sistole) arasındaki yüzde farkını ölçen bir kardiyak deformasyon parametresidir. Miyokard gerinim ölçümleri, gerinim değerleri miyokard duvarının kısaltılmasını ve kalınlaşmasını ölçttükçe LV fonksiyonunu değerlendirmek için artımlı değerde olabilir. Kısaltma fonksiyonunda bir azalma subendokardiyal lif hasarının bir göstergesi olabilir10. Miyokard suşunda değişiklikler EF'den bağımsız olarak ortaya çıkabilir ve altta yatan komplikasyonların habercisi olabilir.

Özellikle, küresel boyuna suş (GLS) ve küresel çevresel suşun (GCS) kalp hastalığı10 , 11,12'yikarakterize ederken katma değerli olduğu gösterilmiştir. Benzer şekilde, HDF'nin değiştirilmiş kardiyak fonksiyon6,13'ü belirtmek için potansiyel bir yeni parametre olduğu öne sürlenmiştir. Bu HDF veya müdahaletriküler basınç gradyanları (IVPG) kalbin atılması ve doldurulması sırasında kan hareketini yönlendirr ve aort ve mitral kapak14,15dahil olmak üzere kan ve miyokard arasındaki momentum değişiminden etkilenir.

Bu çalışmada, fare kalplerinin LV fonksiyonunu, miyokard zorluğunu ve HDF'yi ölçmek için sağlam küçük hayvan CMR ölçümleri yapmak için kapsamlı bir protokol açıklanmıştır. Hayvan hazırlama, kalbin hem prospektif hem de retrospektif olarak kapılı CINE görüntülerini kullanarak veri toplamanın yanı sıra hacimsel ölçümleri, E'/A' oranını, miyokard zorluğunu ve kalbin HDF'lerini hesaplayabilen özel yazılımla analiz içerir. Bu protokol, kardiyovasküler hastalıkların çeşitli fare modellerinde LV işlevinin kapsamlı bir şekilde değerlendirilmesi için kullanılabilir.

Protocol

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

Açıklanan hayvan deneyleri, laboratuvar hayvanlarının refahı için Avrupa Birliği yönergelerine (Direktif 2010/63/AB) uygun olarak yapılmakta ve Akademik Tıp Merkezi Hayvan Etik Kurulu tarafından onaylanmıştır.

1. Kurulum ve hayvan hazırlığı

  1. Deneye başlamadan önce, en az 2 saat boyunca yeterli izofluran anestezisi olduğundan ve EKG ve solunum takibi için mevcut pilin yeterince şarj olduğundan emin olun. Tarayıcı alanının fazla izofluranları gidermek için çalışan bir duman çıkarma tüpü ile donatıldığından emin olun.
  2. Fare beşiğini hazırlayın (Şekil 1A) ve sıcaklık 40 °C'ye ayarlanmış hayvan ısıtma sistemini açın. EKG/solunum arayüzü modülünü ve pil kurulumunu hazırlayın (Şekil 1B) ve EKG ve solunum sinyallerinin gerçek zamanlı izlenmesi için yazılımı başlatın (Şekil 1C).
  3. Fareyi muhafaza kafesinden çıkarın ve vücut ağırlığını ölçün.
  4. Fareyi bir duman kaput çıkarma kolunun altındaki anestezi indüksiyon odasına yerleştirin ve 0,2 L/dkO 2 ve 0,2 L/dk tıbbi hava karışımında% 3-4 izofluran sağlayın. Hayvan tamamen uyuşturuldıktan sonra, her göze küçük bir damla göz merhemi uygulayın ve farenin göz kapaklarını kapatın.
  5. Fareyi fare yuvasındaki supine konumuna getirin. Farenin kesici dişlerini fare beşiğindeki ısırık çubuğuna bağlayın ve burun konisini düzgün bir şekilde uyacak şekilde ayarlayın (Şekil 1A). Solunumun 100 nefes / dakikanın altında stabil olup olmadığını görsel olarak kontrol edin ve hayvan hazırlığı sırasında izofluranları ~ % 2'ye düşürün.
  6. Fare beşiği, kalbin beşik tutucunun RF bobininin ortasına ve mıknatısın izo merkezine yerleştirilecek kısmında yer alacak şekilde hareket ettirin.
  7. Rektal sıcaklık probunun içine yerleştirmek için petrol jölesi kullanın ve sıcaklık probunun fiber optik kablosunu fare yuvasına bantlayın.
  8. Solunum balonını farenin alt karnına yerleştirin ve bantla sabitleyin. Önkümlerin yüksekliğinde toraks içine deri altı iki EKG elektrot iğnesi yerleştirin ve hareketi önlemek için hafifçe bantlayın (Şekil 1A).
  9. Solunum ve EKG sinyallerinin yeterli kalitede olup olmadığını ve yazılım tarafından doğru tetik noktalarının algılanıp algılanmadığını kontrol edin (Şekil 1C).
    1. Solunum hızının 50-80 nefes / dakika, kalp atış hızı ~ 400-600 atım / dakika ve vücut sıcaklığının 37 ° C civarında olduğundan emin olun. Solunum hızı bu aralığın dışında olduğunda izoflurane yönetimini ayarlayın ve vücut sıcaklığı 37 ° C'yi aşma eğilimindeyse hayvan ısıtma sisteminin sıcaklığını azaltın.
  10. RF bobinini farenin üzerine yerleştirin.
    NOT: Sisteme bağlı olarak, bu ekg elektrotlarının ve solunum balonu fişlerinin EKG/solunum arayüzü modülünden geçici olarak kesilmesini gerektirebilir.
  11. Bobin kablolarını bağlayın ve beşiği mıknatıs deliğine yerleştirin. EKG sinyalinin hala stabil olup olmadığını kontrol edin.
    1. EKG sinyali yetersizse, hayvanın yönünü önemli ölçüde değiştirmeden daha sonraki bir aşamada yapılamayacağından, EKG elektrotlarını daha iyi bir sinyal için yeniden konumlandırın.

figure-protocol-1
Şekil 1: Fare kalbinin CMR görüntülemesi için hayvan hazırlama ve ekipman kurulumu. (A) Sırtüstü pozisyonda tamamen uyuşturulmuş fare, karın üzerine yerleştirilmiş solunum pnömatik yastık, rektal fiber optik sıcaklık sensörü ve önkümlerin yakınındaki göğüste deri altı EKG uçları ile ısıtılmış fare beşiğine yerleştirilir. (B) Fare gövdesi bobini, fare beşiği üzerine yerleştirilir, EKG uçları ve solunum yastığı, tutucuyu MRI mıknatısına yerleştirmeden önce EKG ve solunum arayüzüne yeniden bağlanır. (C) Özel küçük hayvan izleme yazılımında EKG ve solunum sinyallerinin tasviri. EKG sinyalinin R-zirvesi tespit edilir ve MRI sinyali alımı için başlangıç noktası olarak kullanılır. R-tepeleri arasındaki bir boşluk süresi, kalp atışı süresine göre manuel olarak ayarlanabilir. Tetikleme yalnızca solunum platosu (orta paneldeki yeşil çizgi) sırasında meydana gelebilir, bunun için başlangıç gecikmesi ve maksimum genişlik manuel olarak ayarlanabilir. Kısaltmalar: CMR = kardiyovasküler manyetik rezonans görüntüleme; EKG = elektrokardiyogram; MRI = manyetik rezonans görüntüleme. Bu rakamın daha büyük bir sürümünü görüntülemek için lütfen buraya tıklayın.

2. MRI tarama kalibrasyonu ve tetikleme

  1. Sinyal izleme yazılımındaki EKG ve solunum geçiş parametrelerini, tetikleme noktalarının R-tepelerinde ve yalnızca solunum sinyalinin düz kısmında üretilmeleri için ayarlayın. EKG gating hatalarını en aza indirmek için, R-R aralığından 10-15 ms daha kısa bir boşluk süresi ayarlayın.
    NOT: Kalp atış hızında değişiklikler meydana gelirse, bu boşluk süresi tüm deneme sırasında ayarlanmalıdır.
  2. Farenin tarayıcıdaki konumunu koronal, eksenel ve sagittal yönlerde belirlemek için sıfır ofsetli bir merkez frekans kalibrasyonu ve standart (ungated) SCOUT taraması gerçekleştirin. Kalp görüş alanı (FOV) merkezinin 0,5-1 cm'sına yerleştirilmezse, beşiğin konumunu buna göre ayarlayın ve SCOUT taramasını yeniden yapın.
  3. Kullanılabilir satıcı yöntemlerini kullanarak el ile dolgu ve RF kalibrasyonu gerçekleştirin.

3. Tarama planlaması ve alımı

NOT: Aşağıdaki taramaların ayrıntılı tarama parametreleri için Tablo 1'e bakın.

  1. İlk SCOUT'a dayanarak, 3 ortogonal yönde 5 dilimli kapılı tek kare Gradyan Yankı (GRE) scout taraması(Tablo1 , tarama 1) gerçekleştirin ve kalbin tam konumunu bulmak için her dilim yığınını kalbin yaklaşık konumuna yerleştirin (Şekil 2A).
  2. Kapılı tek çerçeveli çok dilimli SA gözcü taraması gerçekleştirin (Tablo 1, tarama 2). Bu amaçla, uzun eksenli 2 odacıklı izciyi planlamak için gereken orta düzlem SA görünümünün ilk tahminini bulmak için kalbin uzun eksenine dik, orta sol ventrikül pozisyonunda 4-5 dilim konumlandırmak için önceki GRE izcisini kullanın (Şekil 2B).
  3. Aşağıdaki olası taramalar için (adım 3.4-3.6), kardiyak karelerin (Nframe) sayısını, Nframes × TR'nin R-R aralığının ~ % 60-70'i olacak şekilde ayarlayın.
    NOT: R-R aralığının% 60-70'i için alım, kardiyak döngünün son diyastolik fazını yakalamak için yeterlidir, ancak gelişmiş SNR için son diyastole sırasında ek T1 gevşemesine izin verir ve gradyan anahtarlama ile aşağıdaki R-tepe noktasının bozulmasını önler.
  4. SA taraması ile birlikte uzun eksenli 2 odacı (2CH) gözcü oluşturmak için kapılı tek dilimli GRE taraması yapın, 4 odacıyı (4CH) planlamak için gereklidir (Tablo 1, tarama 3). Bu amaçla, bir dilimi sol ve sağ ventrikül arasındaki bağlantı noktalarına paralel çalışan önceki SA görünümlerine dik olarak konumlandırın. Bu dilimi sol ventrikülün ortasına taşıyın ve dilim tepeye yer olacak şekilde LV uzun ekseniyle hizalanmışsa GRE scout'un koronal görüntüsünü kontrol edin (Şekil 2C).
  5. Çok dilimli SA'yı ve 3 odalı taramayı planlamak için gereken 4 odacı (4CH) izci taramasını oluşturmak için başka bir kapılı tek dilimli GRE taraması gerçekleştirin (Tablo 1, tarama 4). Bu amaçla, bir dilimi 2CH izci taramasına dik olarak konumlandırın ve uzun eksenin ortasına, dilim mitral kapaktan ve tepeden geçecek şekilde hizalayın. SA görünümlerinde, dilimi arka ve ön ventrikül duvarına paralel ve iki papiller kas arasına yer olacak şekilde ayarlayın (Şekil 2D). Dilimin tüm kardiyak döngü boyunca ventrikülün merkezinde kalıp kalmadıklarından emin olun.
  6. Sistolik fonksiyon ölçümleri için kapılı sıralı çok dilimli SA GRE taraması(Tablo 1, tarama 5) gerçekleştirin. Bu amaçla, kalbin ortasındaki 2CH ve 4CH görünümlerinde LV uzun eksenine dik bir ortavasküler dilim yerleştirin ve kalbi tabandan tepeye örtmek için dilim sayısını (genellikle tek bir sayı, örneğin, 7 veya 9 dilim, dilimler arasında boşluk yoktur) artırın (Şekil 2E).
  7. Aşağıdaki geriye dönük geçişli taramalar için (adım 3.8-3.9), tüm olası kardiyak ve solunum geçiş işlevlerini kapatın. Geriye dönük olarak kapılı her taramadan önce ve sonra kardiyak ve solunum hızını not edin ve bu değerleri daha sonra yeniden yapılandırma amacıyla kullanın (adım 5.2.2).
  8. Miyokard gerinimi ve HDF değerlerinin nicelleştirilmesi için gerekli olan orta düzlemsel SA görünümünde (E'/A' oranının nicelleştirilmesi için), 2CH ve 4CH görünümünde üç sıralı tek dilimli retrospektif geçişli GRE taraması gerçekleştirin(Tablo 1, tarama 6-8). Gerekirse, çok dilimli SA görünümlerinin yanı sıra mevcut 2CH ve 4CH scout taramalarına göre son 2CH ve 4CH dilim yönlendirmelerini optimize edin.
  9. Miyokard gerinimi ve HDF değerlerinin nicelleştirilmesi için 3.8 adımından 2CH ve 4CH görünümüyle birlikte gerekli olan 3 odalı (3CH) görünümde geriye dönük olarak geçişli ek bir gre taraması gerçekleştirin (Tablo 1, tarama 9). Bu amaçla, son uzun eksenli 4CH görünümünün konumuna benzer şekilde orta düzey SA görünümüne dik bir dilim yerleştirin ve ön duvardan arka duvara en yakın papiller kaslara geçmek için dilimi 45° çevirin. Dilimin mitral ve aort kapakçığından geçip geçmediğini görmek için bazal SA dilimini inceleyin. Dilim tepeye gidiyorsa son uzun eksenli 4CH görünümünde inceleyin (Şekil 2F).

figure-protocol-2
Şekil 2: Farede CMR görüntüleme için dilim planlaması. (A) GRE SCOUT ilk izci taraması kullanılarak 3 ortogonal görünümde kalpten planlama. (B) GRE SCOUT koronal ve sagittal dilimler üzerinde kısa eksenli izci planlaması. (C) Kısa eksenli izci ve GRE SCOUT koronal dilimi kullanılarak 2CH scout görünümünün planlanması. (D) Kısa eksenli izci ve 2CH scout kullanılarak 4CH scout görünümünün planlanması. (E) 2CH ve 4CH izciler kullanılarak çok dilimli kısa eksenli görünümün planlanması. (F) (solda) Orta 2CH, 3CH ve 4CH görünümlerinin orta-küsen ve 2CH/4CH scout görünümleri kullanılarak planlanması. Kısaltmalar: CMR = kardiyovasküler manyetik rezonans görüntüleme; GRE = Degrade Yankısı; CH = hazne. Bu rakamın daha büyük bir sürümünü görüntülemek için lütfen buraya tıklayın.

Tarama numaraları123456-9
Ad(lar)ı taraGRE izciçok dilimli SA scout2CH izci4CH izciçok dilimli SASA, 2CH, 4CH, 3CH
toplam dilim sayısı15 (3 x 5)*4-5117-91
Kalınlık (mm)111111
FOV (mm)603530303530
FOV Oranı111111
Çevir Açısı402020202015
TE (ms)**3.83.42.52.52.53.6
TR (ms)2001 R-R7778
Nframe'ler1112-1412-1412-1432 ***
Matris Boyutu192 x 192192 x 192192 x 192192 x 192192 x 192192 x 192
EKG tetiklemeHayırevetevetevetevetRetrospektif
Solunum tetikleyicisievetevetevetevetevetRetrospektif
Ortalamalar13555geriye dönük ****
Toplam görüntüleme süresi (tahmini *****)2 dk2 dk3-4 dk3-4 dk20-25 dk13 dk / tarama

Tablo 1: CMR protokolü sırasında kullanılan her sıra için alma parametreleri. * Taramalar üç farklı ortogonal oryantasyonda (eksenel, koronal, sagittal) gerçekleştirilir. **Diğer tüm parametreler göz önüne alındığında, belirli bir tarayıcı yapılandırmasına bağlı olarak mümkün olan en kısa TE kullanılır. Bu, geriye dönük binning sonrası kardiyak çerçevelerin sayısıdır. Etkili ortalama, toplam alım süresi boyunca rastgele k-space dolumlarına bağlıdır. Toplamda tüm k-lines'ın 400 tekrarı gerçekleştirildi. EKG/solunum tetikleyen gecikmeler dahil. Kısaltmalar: CMR = kardiyovasküler manyetik rezonans görüntüleme; EKG = elektrokardiyogram; GRE = degrade yankı; FOV = görüş alanı; TE = yankı süresi; TR = tekrarlama süresi; Nframes = kardiyak çerçeve sayısı; SA = kısa eksen; CH = hazne. Bu Tabloyu indirmek için lütfen tıklayınız.

4. Denemenin ve veri depolamanın sonuçlandırılması

  1. Diğer tüm ölçüm ekipmanlarını çıkardıktan sonra fareyi beşikten çıkarın ve anesteziyi kapatın. Boyuna deneyler durumunda, fareyi hayvan uyanık ve aktif olana kadar iyileşme için 37 ° C'de önceden ısıtılmış bir muhafaza kafesine yerleştirin.
  2. Temizleme mendilleri veya% 70 alkol ile kullanılan tüm ekipmanları temizleyin.
  3. Olası geçişli MRI verileri için Tıpta Dijital Görüntüleme ve İletişim (DICOM) dosyaları oluşturun ve bunları geriye dönük olarak geçişli taramaların MRI ham veri dosyalarıyla birlikte sonraki veri analizi için güvenli bir sunucuya kopyalayın.

5. Geriye dönük olarak edinilen taramaların çevrimdışı yeniden yapılandırılması

NOT: Geriye dönük geçişli taramaların yeniden yapılandırılması için özel yapım açık kaynaklı bir yazılım kullanılmıştır (Şekil 3). Geriye dönük olarak tetiklenen verilerin her biri için aşağıdaki adımları ayrı ayrı gerçekleştirin.

  1. Retrospektifrekonstrüksiyon yazılımını açın ve geriye dönük geçişli MRI taramasına karşılık gelen ham veri dosyasını yükleyin.
  2. Raw navigasyon sinyalini inceleyin ve daha yüksek sinyal tepelerinin solunum frekansını, düşük sinyal tepelerinin de kalp atış hızını temsil ettiğini unutmayın.
    1. Tepeler baş aşağı kayıtlıysa, yukarı/aşağı anahtarıyla sinyali çevirin.
    2. Ayrıca, otomatik olarak algılanan kalp atış hızının her tarama sırasında gözlenen değerlerin% 10'una karşılık gelip gelmediğini kontrol edin. Değilse, otomatik algılama başarısız olduğundan bu değerleri el ile ayarlayın.
    3. Solunum hareketi sırasında verilerin hariç tutulması için uygun bir pencere yüzdesi seçin, genellikle% 30.
  3. Gezgin analizini gerçekleştirmek için Filtre'ye basın ve kalp gezginini solunum navigasyonundan ayırın.
  4. CINE çerçevelerinin sayısını 32 olarak ayarlayın (bu çalışmada kullanılan değer) ve k-space sıralamayabasın.
  5. Sıkıştırılmış algılama (CS) normalleştirme için uygun ayarları seçin ve yeniden yapılandır 'abasın. Aşağıdaki tipik normalleştirme parametrelerini kullanın: uzamsal (x, y ve z) boyutlarında (WVxyz) 0.001 veya 0 dalgacık düzenlileştirme parametresi; CINE boyutundaki (TVcine) toplam değişim kısıtlaması 0.1; uzamsal boyutta toplam değişim kısıtlaması (TVxyz) 0; ve dinamik boyutunda toplam değişim kısıtlaması (TVdyn) 0,05.
  6. Yeniden yapılandırma tamamlandığında, yeniden yapılandırmayı değerlendirmek için CINE filminin önizlemesini alın. DCM Dışa Aktar ile daha fazla analiz için DICOM görüntülerini dışa aktarma.

figure-protocol-3
Şekil 3: Grafik kullanıcı arayüzünü tetikleyen 'Retrospektif'. 'Retrospektif', geriye dönük tetiklenen kardiyak manyetik rezonans görüntüleme taramaları için özel olarak oluşturulmuş bir rekonstrüksiyon uygulamasıdır. Kullanıcı arayüzünde, gezgin sinyalini değerlendirmek, yeniden inşa edilecek CINE karelerinin sayısını ayarlamak, yeniden yapılandırmayı iyileştirmek için sıkıştırılmış algılama parametrelerini ayarlamak, CINE görüntülerini dinamik bir film olarak önizlemek ve yeniden yapılandırılmış verileri dışa aktarmak mümkündür. Bu rakamın daha büyük bir sürümünü görüntülemek için lütfen buraya tıklayın.

6. Görüntü analiz yazılımı

NOT: Görüntü analiz yazılımı (Şekil 4) DICOM görüntülerinin kullanılmasını gerektirir ve hacimsel ölçümler için eklenti ve gerinim ve HDF analizi için eklenti gibi farklı kardiyovasküler analiz uygulamaları için birden fazla eklentiye sahiptir.

  1. LV'nin hacimsel değerlendirmesi için çok dilimli SA taramasını seçin ve hacimsel ölçümler için eklentiye yükleyin.
    1. İlgili kardiyak çerçeveye son sistolik (ES) ve son diyastolik (ED) etiketler atayın.
    2. ES ve ED çerçevelerindeki endomyokardiyal kenarlıkları segmentlere ayırmak için kontur araçlarını kullanın.
      NOT: Bu protokol için kullanılan analiz yazılımı, gerekli tüm ek açıklamalar yapıldığında LV EF, EDV, ESV parametrelerini otomatik olarak görüntüler.
  2. Diyastolik ölçümler için orta düzlemsel SA CINE görüntülerini seçin ve bunları hacimsel ölçümler için eklentiye yükleyin.
    1. ED ve ES etiketlerini karşılık gelen kardiyak çerçevelere atayın.
    2. Tüm çerçeveler için endokardiyal kenarlığı segmentlere ayırmak için kontur araçlarını kullanın. Kardiyak döngü boyunca segmentasyonun sorunsuz geçişlerini sağlamak için komşu çerçevelerin segmentasyonunu karşılaştırın.
    3. Zaman evrimini tüm kardiyak çerçevelerden ve karşılık gelen LV endomyokardiyal hacimlerinden (LV ENDO) dışa aktarın. E'/A' oranını hesaplamak için özel yapım bir komut dosyası (bkz. Ek Malzeme)uygulayın.
      NOT: Komut dosyası, dV/dt eğrilerinin sağlam hesaplanması için savitzky-golay filtresi uygular ve E' ve A' tepelerini bulmak için yarı otomatik tepe algılamasını kullanır.
  3. Gerinim ve HDF hesaplamaları için 2CH, 3CH ve 4CH uzun eksenli CINE görüntülerini seçin ve hacimsel ölçümler için eklentiye yükleyin.
    1. ED ve ES etiketlerini her dilim yönlendirmesinde karşılık gelen kardiyak çerçeveye atayın.
    2. 3 yöndeki tüm kareler için endokardiyal kenarlığı segmentlere ayırmak için kontur araçlarını kullanın. Kardiyak döngü boyunca segmentasyonun sorunsuz geçişlerini sağlamak için komşu çerçevelerin segmentasyonunu karşılaştırın.
    3. Konturlar hacimsel ölçümler için eklentiye çekildikten sonra, gerinim ve HDF analizi için eklentiyi çalıştırın.
    4. Alınan veri kümelerinin her birini 2CH, 3CH ve 4CH görünümleri için ilgili etiketlere atayın ve gerinim analizini yürütün.
    5. HDF analizi için, mitral kapakçığın çapını 3 yönde de son diyastolik çerçeveye çizin ve 3 oda uzun eksenli görüntüde aortu çapını çizin.

figure-protocol-4
Şekil 4: Görüntü analiz yazılımı grafik kullanıcı arayüzü. Endomyokardiyal kenarlığın konturlaması için kullanılan görüntü analiz yazılımında hacimsel ölçüm için eklenti. Her veri kümesi için son diyastolik ve son sistolik kardiyak fazlar seçilir ve endomyokardiyal kenarlık tüm kareler için bölümlere ayrılmıştır. Bu rakamın daha büyük bir sürümünü görüntülemek için lütfen buraya tıklayın.

Results

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

Daha önce açıklanan protokol kullanılarak, bir grup sağlıklı C57BL/6 wildtype fare (n = 6, yaş 14 hafta) 38 mm çapında bir kuş kafesi bobini kullanılarak 7 Tesla MRI tarayıcı kullanılarak tarandı. Her tarama oturumu sırasında, çok dilimli CINE SA görüntüleri potansiyel olarak kapılı GRE dizileri kullanılarak elde edilirken, tek dilimli ortaventrikül SA, 2CH, 3CH ve 4CH görüntülemeleri CINE görüntüleri retrospektif gating kullanılarak elde edildi. Özel yapım, işlem sonrası yazılım kullanılarak geriye dönük olarak kapılı taramaların temsili yüksek kare hızı rekonstrüksiyonları Ek Video 1'de görülebilir. Ortaya çıkan görüntülerden, kardiyak döngü sırasında hacim-zaman eğrileri (Şekil 5A) ve sistolik hesaplama için karşılık gelen birinci türev eğriler (dV/dt) (EF = 72.4 ± %2.8) ve diyastolik fonksiyon parametreleri (E'/A' oranı = 1.5 ± 0.3) belirlendi.

2CH, 3CH ve 4CH görünüm CINE görüntüleri, miyokard gerinimi için bir önlem olarak kardiyak döngüdeki endokardiyal GLS (endoGLS) değişikliklerini(Şekil 5B)ve buna karşılık gelen tepe GLS değerlerini (%-22,8 ±%2,4) belirlemek için görüntü analiz yazılımı kullanılarak analiz edilmiştir. Ek olarak, yazılım kök ortalama kare (RMS) HDF'yi boyuna (apeks tabanı) (5,2 ± 1,7) ve transversal (inferolateral-anteroseptal) (,9 ± %5,0) yönlerde hesaplar. Her hayvan için, kardiyak döngü sırasında HDF'nin büyüklüğünü ve yönünü temsil eden tutarlı bir pozitif ve negatif tepe deseni izleyen bir HDF zaman profili üretmek de mümkündür (Şekil 5C). Tüm sonuç parametrelerinin açıklayıcı sonuçları Şekil 5D'de özetlenmiştir.

figure-results-1
Şekil 5: Fare kalbine göre LV fonksiyonel parametrelerinin nicelemesi. (A) Temsili hacim-zaman eğrisi ve karşılık gelen dV/dt eğrisi. İkincisi, akış hızını belirgin erken dolum zirvesi (E') ve atriyal kasılma (A') zirvesi ile tasvir eder. (B) Kardiyak döngü boyunca boyuna yönde gerinim deformasyonunu gösteren temsili GLS eğrisi. (C) Sistolik fırlatma kuvveti ile başlayan ve ardından sistole ve diyastole, E-dalga yavaşlama kuvveti, A dalgası ivmesi ve yavaşlama kuvveti arasındaki geçişte aşağı doğru bir kuvvet tarafından takip edilen apeks-baz yönünde farklı kuvvet zirvelerine sahip temsili HDF eğrisi. (D) EF, E'/A' oranı, tepe GLS ve HDF'nin kök ortalama karesi değerleri için tüm hayvanların açıklayıcı sonuçları apeks bazlı ve inferolateral-anteroseptal yönlerde. Değerler SD. Kısaltmaları ± ortalama olarak ifade edilir: LV = sol ventrikül; V = birim; t = zaman; GLS = küresel boyuna suş; HDF = hemodinamik kuvvetler; EF = çıkarma kesir. Bu rakamın daha büyük bir sürümünü görüntülemek için lütfen buraya tıklayın.

Ek Video 1: SA, 2CH, 3CH ve 4CH görünümlerinde geriye dönük olarak kapılı CINE görüntülerinin temsili yeniden yapılandırılması. Kısaltmalar: SA = kısa eksen; CH = hazne. Bu Videoyu indirmek için lütfen tıklayınız.

Ek Materyal: Bu Dosyayı indirmek için lütfen buraya tıklayın.

Discussion

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

Sunulan protokol, farelerde kalp fonksiyonunu analiz etmek için boyuna, invaziv olmayan, in vivo deneyler için CMR görüntülemenin kullanımını açıklar. Bu sonuçlar, kardiyak parametreleri ölçmek için CINE görüntülerini kullanmanın fizibilitesini göstermek için sağlıklı hayvanlara örnektir. Bununla birlikte, açıklanan yöntemler çeşitli hayvan modelleri için kullanılabilir. Spesifik hastalık modelleri protokolde küçük değişiklikler gerektirse de, farklı kardiyak fonksiyonel parametreleri değerlendirmek için temel yapısı çok benzer olacaktır. Bahsetmeye değer özel bir durum, kalbin bir kısmının kontritasyonda önemli kayıplar yaşadığı miyokard enfarktüsü modelidir. Bu, bu dilim içinde kardiyak navigasyon sinyalinin düşük kalitesine neden olabilir. Bu durumda, alternatif bir seçenek, Coolen ve ark.16tarafından daha önceki bir çalışmada açıklandığı gibi, navigasyonu ayrı bir dilimden almak olacaktır. Farklı görünümlerdeki CINE görüntüleri, CS algoritmaları kullanılarak geriye dönük olarak geçişli verilerden yeniden oluşturulur ve gerinim ve HDF değerlerini hesaplamak için görüntü analiz yazılımı kullanılarak analiz edilir.

Elde edilen görüntülerin kalitesi doğal olarak, kardiyak MRI protokolüne başlamadan önce dikkatlice yapılması gereken tüm hazırlık adımlarına bağlıdır. Örneğin, hayvanı MRI tarayıcısının içine yerleştirirken net EKG ve solunum sinyalleri görülmezse, bu muhtemelen manyetohidrodinamik bozulmaların ilave etkisi nedeniyle düşük alımlara ve hatta tarama sürelerinin artmasına neden olacaktır17. Dilim yönelimlerinin sıralı planlaması nedeniyle, hayvanların sadece taramalar arasında yeniden konumlandırılamayacağını fark etmek önemlidir. Bu nedenle, taramalar arasında EKG müşteri adaylarını yeniden ayarlamak mümkün değildir, çünkü bu farenin tarayıcıdaki konumunu değiştirecektir. Tarama sırasında, sıcaklık kontrolü sabit bir kardiyak ve solunum aralığını korumak için çok önemlidir, bu da özellikle daha uzun bir süre boyunca elde edilen geriye dönük geçişli taramaların kalitesine fayda sağlar. Bu yüksek çevrimli tarama sırasında, hayvanın sıcaklığı sürekli olarak artabilir ve kalp atış hızının ve solunum hızının artmasına neden olabilir. Isıtma sisteminin ve anestezinin sıcaklığının ayarlanması, taramadan önce veya tarama sırasında solunum hızının stabilize etmesine büyük ölçüde katkıda bulunabilir.

Analiz sırasında kritik bir adım, kontur çiziminde tutarlılıktır. Otomatik segmentasyon klinik veriler için iyi çalışsa da, fare kardiyak verileri durumunda sağlam bir performans göstermez (sıçanlar için test değildir). Belirli kardiyak evrelerde, özellikle LV dolgusunun başlangıcındaki yüksek kalp hızı ve yüksek kan akışı, miyokard duvarı tanımlamasını tehlikeye atarak intravoksel defasing ve sinyal boşluklarına neden olabilir. Bu nedenle, her kareyi bağımsız olarak analiz etmek tavsiye edilir, ancak miyokard duvarının çerçeveler arasındaki hareketini görsel olarak inceleyin ve tüm çerçeveler boyunca konturları çizirken bunu dikkate alın. Analizde daha doğal bir kontraj hareketini korumak için endokardiyal konturun ardışık iki kare arasında kopyalanması ve ayarlanması önerilir. Bu protokolde papiller kaslar sistolik ve diyastolik fonksiyon değerlendirmesi için SA görüntülerindeki ventrikül lümen hacminden çıkarılırken, gerilme ve HDF analizi için 2CH, 3CH ve 4CH görünümlerine dahil edilir, çünkü ikincisi ventrikül lümeninin kesin hacmi yerine miyokard duvarının hassas hareketinin bilgisine dayanır.

Sistolik ve diyastolik fonksiyon parametreleri kardiyak döngü boyunca LV hacimlerinin ölçülmesini temel alıp, gerinim ve HDF parametreleri miyokard duvarındaki hareket kalıplarına da bağlıdır. Bunun için miyokard segmentinin yer değiştirmesinin sonraki CINE evreleri arasında farklı anatomik özellikler ve sinyal yoğunlukları tanınarak değerlendirilebileceği özellik izleme teknikleri kullanılır. CMR görüntülerde kan havuzu ve miyokard arasındaki güçlü kontrast, sonraki gerinim ve HDF analizi için özellik izlemenin kullanılmasını kolaylaştırır8. CMR özellik takibi öncesinde benek takibi eksografisi ve CMR doku etiketleme ile miyokard suşları belirlendi. CMR özellik izleme, CMR doku etiketlemeye kıyasla ek tarama süresi gerektirmez. Bununla birlikte, geriye dönük tetikleme kullanımına rağmen, CMR hala sınırlı bir zamansal çözünürlüğe sahiptir, bu da kardiyak döngü içindeki hızlı deformasyonları doğru bir şekilde değerlendirmeyi zorlaştırabilir.

HDF'nin kardiyak döngü boyunca değerlendirilmesi, daha önce tanımlanmış denklemleri kullanarak apeks bazlı ve inferolateral-anteroseptal yönlerde HDF'yi hesaplamak için mitral ve aort kapaklarının çaplarının ölçülmelerini gerektirir18. Bu yöntem, karmaşıklığı nedeniyle klinik kullanımda sınırlı bir kullanılabilirliğe sahip olan referans standart 4D akışlı MRI ile karşılaştırıldığında HDF'nin tutarlı tahminlerini göstermiştir6. Valf çaplarının sağlam bir şekilde tahmin edilmesinin zor olduğunu bilmek önemlidir ve bu nedenle, valf çapları bir grup hayvan için ve uzunlamasına bir çalışmada tekrarlanan ölçümler boyunca sabit tutulmalıdır, çünkü bu parametredeki yanlış tahminlerle yapılan varyasyonlar HDF parametrelerindeki ince değişiklikleri kolayca gölgede bırakabilir. GLS ve HDF parametrelerini hesaplamak için kullanılan belirli yazılım tüm kullanıcılar tarafından kullanılamayabilir. Bu nedenle, analiz yazılımı tarafından gerçekleştirilen ilgili hesaplamaların temelini oluşturan tüm matematiksel açıklamaları içeren Voigt ve ark.19 (GLS) ve Pedrizzetti ve ark.

Bu çalışmanın amacı doğrultusunda protokol sağlıklı hayvanlarda değerlendirilmiş (N = 6). Şekil 5A-C'de LV ses düzeyi, dV/dt, endoGLS ve HDF için temsili bir zaman eğrisi kümesi gösterilmiştir. Birden fazla kardiyak fonksiyonel parametrenin ortalama değerleri (EF, E'/A'oranı, tepe GLS ve HDF) Şekil 5D'de gösterilmiştir. Bunlar literatürde kullanılan benzer protokollerle iyi bir şekilde kabul eder21. Farelerde GLS ve HDF verileri üzerine literatür azdır. Klinik verilerle aynı aralıkta olan ortalama %-22,8 GLS değeriölçüldüğü 8, açıklanan yöntemle elde edilen GLS ölçümlerinin farelerde mümkün olduğunu göstermektedir. Farelerde elde edilen HDF eğrileri de insan verilerinde görülenle aynı belirgin evreleri göstererek bu tekniğin preklinik araştırmalara başarılı bir şekilde çevrilmesini göstermektedir. HDF parametreleri kardiyak disfonksiyonun erken biyobelirteçleri olarak hizmet edecek şekilde hipotez edilirken, bu yeni parametrenin tanısal ve tahmine dayalı değerini araştırmak için daha fazla çalışma garanti edilmektedir. Bu protokoldeki sonuçlar, HDF ve GLS sonuçlarının hayvanlar arasında daha değişken olmasının beklendiğini ve bunun hayvan modellerinde veya tedavi etkilerinde ince farklılıklar beklendiğinde dikkate alınması gerektiğini göstermektedir.

Disclosures

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

Ruslan Garipov, MR Solutions Ltd., Guildford, Birleşik Krallık çalışanıdır. David Hautemann, Medis tıbbi görüntüleme sistemleri B.V., Leiden, Hollanda'nın bir çalışanıdır.

Acknowledgements

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

Yazarlar, fare ölçümleri ve veri analizi konusunda yardım için Dorita Dekkers ve Fatimah Al Darwish'e teşekkür ediyor.

Materials

List of materials used in this article
NameCompanyCatalog NumberComments
Equipment
AccuSens tek ve çok kanallı sinyal düzenleyiciOpsens solutions inc., Kanada  ACS-P4-N-62SCVücut ısısını izlemek için fiber optik sıcaklık sensörü ile birlikte kullanılır
Duratears göz merhemiAlcon Nederland BV, Hollanda
Fare hücresive Akut; ekipman V & eacute; té rinaire Minerve, Fransafare beşiği olarak anılır
MR uyumlu İzleme & Küçük hayvanlar için Geçit SistemiSA Intuments, Inc., Amerika Birleşik DevletleriModel 1030ERT Modülü (EKG/solunum arayüzü modülü), ERT Kontrol/Geçit Modülü, pil takımı ve subdermal EKG Elektrot Seti
MRI tarayıcı MRI SolutionsLtd., Birleşik KrallıkModel: MRS-7024   Klinik Öncesi MR Sistemi 7.0T/24 cm
Çok istasyonlu sıcaklık kontrol ünitesi ve Yüksek Akışlı PCA& Eakut; ekipman V & eacute; té rinaire Minerve, FransaModel: URT Multiposteshayvan ısıtma sistemi
Solunum SensörüGraseby Medical Limited, İngiltereRef 2005100
RF bobiniMR Solutions Ltd., Birleşik KrallıkMRS-MVCFare gövdesi çalışmaları için 38mm fare hacmi RF bobini
SF akışölçer akış ölçer, İtalyaSF 3
Buharlaştırıcı sigma delta IntermedPenlon Ltd., Birleşik Krallık
Materials
IsofluraneAST farma, Hollanda
Vazelin vazelinUnilever, İngiltere
Software
BART araç kutusuhttps://mrirecon.github.io/bart/
Mathematica 12.0Wolfram Research, Inc., Amerika Birleşik Devletleri
MATLAB 2019aThe MathWorks,Inc., Amerika Birleşik Devletleri
MEDIS Suite MRMedis Medical Imaging Systems BV, HollandaGörüntü analiz yazılımı
PC-SAMSA Intuments, Inc., Amerika Birleşik Devletleri
Klinik Öncesi TaramaMR Solutions Ltd., Birleşik KrallıkTarama yazılımı
Retrospektif sürüm 7.0Amsterdam UMC, HollandaYeniden yapılandırma yazılımı: https://github.com/Moby1971?tab=repositories

References

$$\rightleftharpoonup{xx}$$ $$\longleftharp{xx}$$, $$\longrightharp{xx}$$,
  1. Current status of cardiac MRI in small animals. Magnetic Resononance Materials in Physics, Biology and Medicine. 17 (3-6), 149-156 (2004).">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. Small animal cardiovascular MR imaging and spectroscopy. Progress in Nuclear Magnetic Resonance Spectroscopy. 88-89, 1-47 (2015).">Bakermans, A. J., et al. Small animal cardiovascular MR imaging and spectroscopy. Progress in Nuclear Magnetic Resonance Spectroscopy. 88-89, 1-47 (2015).
  3. Diverse application of MRI for mouse phenotyping. Birth Defects Research. 109 (10), 758-770 (2017).">Wu, Y. L., Lo, C. W. Diverse application of MRI for mouse phenotyping. Birth Defects Research. 109 (10), 758-770 (2017).
  4. High frame rate retrospectively triggered Cine MRI for assessment of murine diastolic function. Magnetic Resonance in Medicine. 69 (3), 648-656 (2013).">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. Cardiovascular magnetic resonance feature tracking in small animals - a preliminary study on reproducibility and sample size calculation. BMC Medical Imaging. 17 (1), 51(2017).">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. On estimating intraventricular hemodynamic forces from endocardial dynamics: A comparative study with 4D flow MRI. Journal of Biomechanics. 60, 203-210 (2017).">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. Accelerated high-frame-rate mouse heart cine-MRI using compressed sensing reconstruction. NMR in Biomedicine. 26 (4), 451-457 (2013).">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. Tissue tracking technology for assessing cardiac mechanics: principles, normal values, and clinical applications. JACC. Cardiovascular Imaging. 8 (12), 1444-1460 (2015).">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. Strain imaging using cardiac magnetic resonance. Heart Failure Reviews. 22 (4), 465-476 (2017).">Scatteia, A., Baritussio, A., Bucciarelli-Ducci, C. Strain imaging using cardiac magnetic resonance. Heart Failure Reviews. 22 (4), 465-476 (2017).
  10. 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).">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. 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).">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. A new integrated approach to cardiac mechanics: reference values for normal left ventricle. The International Journal of Cardiovascular Imaging. 36, 2173-2185 (2020).">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. 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).">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. 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).">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. Assessment of left ventricular hemodynamic forces in healthy subjects and patients with dilated cardiomyopathy using 4D flow MRI. Physiological Reports. 4 (3), 12685(2016).">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. Three-dimensional T1 mapping of the mouse heart using variable flip angle steady-state MR imaging. NMR in Biomedicine. 24 (2), 154-162 (2011).">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. Characterization of the magnetohydrodynamic effect as a signal from the surface electrocardiogram during cardiac magnetic resonance imaging. Computers in Cardiology. 33, 269-272 (2006).">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. Hemodynamic forces in a model left ventricle. Physical Review Fluids. 1, 083201(2016).">Domenichini, F., Pedrizzetti, G. Hemodynamic forces in a model left ventricle. Physical Review Fluids. 1, 083201(2016).
  19. 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).">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. On the computation of hemodynamic forces in the heart chambers. Journal of Biomechanics. 95, 109323(2019).">Pedrizzetti, G. On the computation of hemodynamic forces in the heart chambers. Journal of Biomechanics. 95, 109323(2019).
  21. 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).">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).

Reprints and Permissions

Request permission to reuse the text or figures of this JoVE article

Request Permission

Tags

Cardiac Magnetic ResonanceMouse Heart FunctionMyocardial StrainHemodynamic ForcesLeft Ventricular FunctionCINE ImagingGradient Echo ScanVolumetric AssessmentECG GatingCardiac Output

Related Articles