6.7: Kardiyak Manyetik Rezonans Görüntüleme

1. Hayvan Hazırlığı

1. Kafesinde görüntülenecek fareyi tanımlayın ve anestezi indüksiyon odasına aktarın.
2. İzofluran kullanarak fareyi uyuşturun ve ayak parmağını kıstırma tekniği kullanarak nakavt işlemini onaylayın. Pençeyi başparmağınız ve işaret parmağınız arasına alın ve yanıt olup olmadığını kontrol etmek için sıkıca sıkıştırın. Hayvan ayağını geri çekerse, onaylanmış protokole göre ya beklemeli ya da anestezi ile yeniden doz almalısınız.
3. Görüntüleme tesisine giren tüm personelin MR için güvenli olup olmadığını kontrol edin. Bu, herhangi bir manyetik giysinin/aksesuarın çıkarılmasını, manyetik implant veya kalp pili olmadığının doğrulanmasını ve metal içeren piercinglerin çıkarılmasını içerir.
4. MRG odasındaki nosekona açık izofluran akışı. Bu, hayvanın uyanmamasını sağlamak için fare transferinden önce daha uzun borunun anestezik ile astarlanmasına izin verir.
5. İzofluran akışını anestezi indüksiyon odasına kapatın ve fareyi görüntüleme aşamasına aktarın. Fareyi, kalbin yaklaşık konumu mıknatısın merkeziyle aynı hizada olacak şekilde sahneye yerleştirin.
6. Burun konisini sabitleyin ve ayak parmağını kıstırma tekniğini kullanarak knockdown'ı yeniden onaylayın.
7. Üç elektrokardiyogram ucunu, biri kalbin soluna ve sağına, diğeri sol arka ekstremitenin tabanına gelecek şekilde deri altına yerleştirin.
8. Rektal sıcaklık probunu steril bir prob kılıfı ve kayganlaştırıcı kullanarak yerleştirin.
9. Yastık solunum sensörünü karnın epigastrik bölgesine yerleştirin ve bir karton plaka kullanarak yerine sabitleyin. Karton, basınca duyarlı bir sinyalin sağlanmasına izin verecektir.
10. Tüm fizyolojik sinyallerin tarayıcı odasının dışındaki izleme yazılımı aracılığıyla alındığını onaylayın. Normal aralığın dışında bir kalp atış hızı, solunum hızı veya sıcaklık tespit edilirse, görüntülemeyi duraklatın ve hayvanın uygun şekilde anestezi uygulanıp uygulanmadığını değerlendirin. Hayvanın sıkıntı içinde olduğu tespit edilirse, anestezi uygulaması durdurulmalı ve hayvan iyileşmesi için kafese geri gönderilmelidir.
11. Isıtma modülünü ve fanı kurun ve hayvana giden hava akışını ısıtmaya başlayın. Tüm hava hortumlarını, sıcak hava kuyruğun ucunu hemen geçtikten sonra fareye doğru üflenecek şekilde yerine sabitleyin.
12. Degrade bobini hayvanın üzerine yerleştirin ve tüm kabloların/boruların sabitlendiğinden emin olun.

2. Kardiyak Manyetik Rezonans Görüntüleme - Bu bölüm diğer uygulamalar için uyarlanabilir.

1. Konudan maksimum sinyalin algılandığından emin olmak için mıknatısın deliğinin dışındaki gradyan bobinini ayarlayın ve eşleştirin.
2. Görüntüleme aşamasını, hayvan doğrudan deliğin ortasına yerleştirilecek şekilde mıknatısın deliğine yavaşça yerleştirin. Bu, gradyan bobininin tüm radyal yönler boyunca eşit aralığa sahip olduğundan emin olmayı içerir. Bu, ana manyetik alanın en homojen olacağı konumdur.
3. Farenin tarayıcı içindeki konumunu doğrulamak için bir yerelleştirici/gezgin taraması yapın. Kalbin bir bölümü, her üç düzlemde de (yani eksenel, sagital ve koronal) görselleştirilmelidir. Aksi takdirde, fareyi yeniden konumlandırma ve istenen konum elde edilene kadar yerelleştirici/gezinme taramalarını çalıştırma işlemini tekrarlayın.
4. FLASH dizisi için parametreleri ayarlayın. Örneğin: TR/TE = 8.0/2.0 ms, FA = 20°, FOV = 35 x 35 mm, matris boyutu = 192 x 192 ve NEX = 6. Ardından, harici tetiklemeyi "açık" olarak seçin.
5. İzleme yazılımında, harici tetikleyicileri, kardiyak döngülerdeki R-pikleri belirlendikten sonra ve ekspiratuar faz sırasında solunum stabil iken MRI dizileri başlatılacak şekilde yapılandırın. Bu iki koşul karşılandığında, dizi seri olarak çalıştırılabilir ve veriler elde edilir.
6. Koronal görünümde bir ilk FLASH dizisi dilimi reçete edin ve çalıştırın, böylece dilim düzlemi kalbin tepesinden aort kapağı boyunca ekseni takip eder. Bu ilk cine döngüsü, kalbin iki odacıklı bir görünümünü sağlayacaktır.
7. İki odacıklı görünümden elde edilen sonuçlara atıfta bulunarak, dört odacıklı bir görünümü görselleştirmek için apeks-aort kapak ekseni boyunca yeni bir FLASH dizisi belirleyin ve çalıştırın.
8. Son olarak, kalbin yaklaşık yarısında apeks-aort kapak eksenine dik olan kısa eksenli bir dilim reçete edin. Papiller kaslar, bu konumdaki cine döngü çıkışı içinde belirgin bir şekilde görünür olmalıdır.
   1. Kalbin zamanla senkronize edilmiş hacimlerini oluşturmak için buna paralel olarak ek dilimler elde edilebilir. Bu hacimler, son işlemede bitişik cine döngülerinin birleştirilmesiyle oluşturulur.
9. Görüntüleme tamamlandıktan sonra, elde edilen verileri analiz için uygun bir yere aktarın ve hayvanı tarayıcıdan çıkarın.

Yüksek alanlı küçük çaplı manyetik rezonans görüntüleme veya kardiyak MRI, iyonlaştırıcı radyasyon veya kontrast maddeler kullanmadan kardiyovasküler fonksiyonu değerlendirir.

Karşılaştırılabilir kardiyovasküler görüntüleme modaliteleri, bir dönüştürücüden bir akustik dalga demeti yayan ve canlı görüntüler oluşturmak için dalgalar yansırken oluşan yankıları kaydeden yüksek frekanslı ultrasonu içerir. Yüksek uzamsal ve zamansal çözünürlüklü görüntüler sağlar; Bununla birlikte, yoğun dokuda sınırlı penetrasyon derinliği nedeniyle görüntüleme artefaktları gözlenebilir.

Diğer bir görüntüleme tekniği, 3D kesitler oluşturmak için bir dizi X-ışını projeksiyonu alan mikro-BT'dir. Daha düşük bir temporal çözünürlüğe ve sınırlı yumuşak doku kontrastına sahiptir ve genellikle vasküler yapıları görselleştirmek için kontrast maddelerin kullanılmasını gerektirir. Bunların yüksek dozlarda radyasyon hasarına ve böbrek yetmezliğine neden olduğu bilinmektedir.

Alternatif olarak, MRG, vücuttaki dokuları manyetik özelliklerine göre görüntülemek için güçlü elektromıknatıslar kullanır. Kardiyak MRG'de, konvansiyonel MRG sekansları, kardiyovasküler fonksiyonu değerlendirmek için kardiyak siklusta R piklerinden ve solunumdaki ekspiratuar platolardan ayrılır.

Bu video, tetikleyici hızlı düşük açılı bir çekim veya FLASH MRI dizisi ile MRI verilerinin nasıl toplanacağını gösterecektir. Bu teknik, küçük hayvan hastalığı modellerinin incelenmesi için yüksek kaliteli yumuşak doku kontrastı sağlar.

Manyetik rezonans görüntüleme, yumuşak doku kontrastını görselleştirmek için dokunun paramanyetik özelliklerini kullanan bir tekniktir. Bir MRI makinesinin deliği, geleneksel olarak, bir elektrik akımı uygulandığında sabit bir homojen manyetik alan, B-sıfır sağlayan bir solenoid bobin kullanılarak sarılır.

Yüksek alanlı yansıtma görüntülemede, Dünya'nın manyetik alanının yaklaşık 140.000 katı olan 7 Tesla'lık bir manyetik alan kuvveti ve yaygın klinik 3-Tesla ve 1.5-Tesla tarayıcı alan kuvvetlerinin iki katından fazla kullanılabilir. Bu homojen manyetik alan, hemen hemen tüm canlı dokuların doğasında bulunan hidrojen protonlarının dönme eksenlerini hizalamasına neden olur. Bu dönüşler daha sonra radyofrekans veya RF dalgaları kullanılarak, çevirme açısı olarak da bilinen dönme eksenine göre belirli bir açıya kadar eğilebilir.

Protonlar daha sonra orijinal yönelimlerine geri dönmeye çalıştıklarında, dönüşlerinin ana eksenlerine dik olan bileşeni, algılanabilir bir elektrik sinyali indükler ve bu da bir görüntü ile sonuçlanır. Ayrıca, ana manyetik alanı bozan ve alınan sinyali lokalize etmek için uzamsal olarak izole edilmiş RF uyarımlarına izin veren manyetik gradyanlar uygulanabilir. Bu videoda açıklanan yöntemlere özgü olarak, proton hareketinde kararlı bir durum modeli oluşturmak için hızla tekrarlanan düşük çevirme açılı RF uyarımlarını kullanan FLASH dizisi bulunur. Tekrarlama süresi, tipik proton gevşeme süresinden çok daha kısadır.

Kandaki gibi uyarılmamış hidrojen görüntüleme çerçevesine girdiğinde, nispeten yüksek bir sinyal üretilir. Bu, kardiyovasküler sistemin hızlı bir şekilde görüntülenmesini ve kardiyak döngü içinde stabil anlık görüntüler sağlamasını sağlar. FLASH sekansının fizyolojik sinyallerle tetiklenmesi yoluyla, kardiyovasküler sistemin kardiyak, vasküler ve solunum hareketini vurgulayan görüntüleri elde edilebilir.

Kardiyak MRG'nin temel ilkelerini gözden geçirdikten sonra, şimdi bir hayvanı hazırlamak ve görüntülemek için adım adım prosedürü inceleyelim.

İlk olarak, görüntülenecek fareyi tanımlayın, ardından fareyi indirme odasına aktarın. Ardından, izofluran kullanarak hayvanı uyuşturun ve bir ayak parmağı sıkıştırma tekniği kullanarak nakavt etmeyi onaylayın. Daha sonra, MRI odasındaki burun konisine izofluran akışını açın ve izofluran akışını knockdown odasına kapatın. Bu, daha uzun boruyu anestezik ile hazırlar.

Tüm personelin MR için güvenli olduğundan emin olun, ardından fareyi görüntüleme aşamasına aktarın ve burun konisini hayvanın etrafına sabitleyin. Fareyi, kalbi RF bobininin merkeziyle yaklaşık olarak aynı hizada olacak şekilde konumlandırın. Ardından, ayak parmağını kıstırma tekniğini kullanarak nakavt etmeyi yeniden onaylayın. Ardından, üç elektrokardiyogram ucunu deri altına yerleştirin. Her biri kalbin soluna ve sağına ve sol arka bacağın tabanına birer kurşun yerleştirin.

Steril bir prob kılıfı ve kayganlaştırıcı kullanarak rektal termometre probunu yerleştirin. Ardından, karnın epigastrik bölgelerine bir yastık solunum sensörü yerleştirin ve basınca duyarlı sinyal elde etmek için karton kullanarak yerine sabitleyin.

Tüm fizyolojik sinyallerin tarayıcı odasının dışındaki izleme yazılımı aracılığıyla alındığını onaylayın. Ardından, fareye giden hava akışını ısıtmaya başlamak için ısıtma modülünü ve fanı ayarlayın. Hava hortumunu, kuyruğunun ucundan hemen başlayarak ılık hava fareye doğru üflenecek şekilde yerine sabitleyin. Son olarak, RF bobinini farenin üzerine yerleştirin ve tüm kabloların ve boruların sağlam olduğundan emin olun.

Şimdi anestezi uygulanmış farede kardiyak MRG yapmak için adım adım protokolü gözden geçirelim.

İlk olarak, maksimum sinyal algılamasını sağlamak için RF bobinini mıknatısın deliğinin dışında ayarlayın ve eşleştirin. Bu, RF bobininin her bir bileşeni için sıfır hertz'de dar bir vadi ile gösterilir. Ardından, görüntüleme aşamasını yavaşça mıknatısın deliğine yerleştirin. Farenin doğrudan deliğin ortasına yerleştirildiğinden ve degrade bobinin tüm radyal yönler boyunca eşit aralığa sahip olduğundan emin olun. Bu konum homojen bir ana manyetik alan sağlar.

Ardından, fareyi tarayıcının içinde bulmak için bir gezinme taraması yapın. Kalbin bir bölümünün, eksenel, sagital ve koronal olmak üzere üç düzlemde de görülüp görülmediğini onaylayın. Ardından, FLASH dizisi için parametreleri ayarlayın ve açık olacak harici tetiklemeyi seçin. İzleme yazılımında, harici tetikleyicileri, ekspiratuar fazda stabil solunum sırasında MRI dizileri yalnızca kardiyak döngülerdeki R-piklerinde seri olarak çalıştırılacak şekilde yapılandırın.

Ardından, parametreleri ayarlayarak ve koronal görünümde bir görüntüleme düzlemi dikdörtgeni konumlandırarak ilk FLASH dizisini reçete edin. Ardından, dilim düzlemi kalbin tepesinden aort kapağı boyunca ekseni takip edecek şekilde çalıştırmak için devam düğmesine basın. Bu ilk cine döngüsü, kalbin iki odacıklı bir görünümünü sağlayacaktır.

Ardından, iki odacıklı görünümden elde edilen sonuçlara atıfta bulunurken, dört odacıklı bir görünümü görselleştirmek için apeks aort kapak ekseni boyunca yeni bir FLASH dizisi reçete edin ve çalıştırın.

Son olarak, kalbin yaklaşık yarısında apeks aort kapak eksenine dik olan kısa bir eksen dilimi reçete edin. Papiller kaslar, bu konumdaki cine döngü çıkışı içinde belirgin bir şekilde görünür olmalıdır. Görüntüleme tamamlandıktan sonra, elde edilen verileri analiz için uygun bir yere aktarın, ardından görüntüleme aşamasını mıknatısın deliğinden geri çekin ve hayvanı tarayıcı yatağından aktarmadan önce gradyan bobinini ve tüm probları hayvandan çıkarın.

Artık bir farede kardiyak MRI elde ettiğimize göre, taramaların sonuçlarını gözden geçirelim. Bu şekil, sol ventrikülün kısa eksen görünümünün, kalbin taban apeks eksenine doğrudan dik ve papiller kasları içeren bir pozisyonda sine halkasını göstermektedir.

Burada, son diyastol ve tepe sistol dahil olmak üzere kardiyak döngü boyunca 14 kısa eksen görünümü anlık görüntüsü ile bir fare kalbinin kan siline görüntülemesini görüyoruz. Sol ventrikülün lümeni içindeki bırakma sinyali bölgeleri, başlangıçta düzlem dışı olan ve RF dalgası uyarımı tarafından etiketlenmeyen hızlı kan hareketini gösterir.

Bu görüntü, mitral ve triküspit kapaklardan parlak kan akışı ve ardından sırasıyla aort ve pulmoner kapaklardan dışarı çıkan kalbin dört odacıklı bir görünümünü göstermektedir.

Son olarak, tüm farenin kardiyovasküler sistemini görselleştirmek için birden fazla dilimin uzamsal olarak nasıl birleştirilebileceğini gösteren bir maksimum yoğunluk projeksiyonu burada. Şekil, bir farenin göğüs ve karın bölgelerini gösteren, zamanla senkronize edilmiş, parlak, 2 boyutlu kan görüntülerinden oluşan 3 boyutlu bir yığını göstermektedir.

Şimdi bu MRI tekniğinin diğer bazı uygulamalarına bakalım. Açıklanan tekniğin bir uzantısı olarak, bu teknolojiyi sağlıklı ve hastalıklı kalplerin kinematiğini karşılaştırmak için kullanabiliriz. Kardiyak disfonksiyonun murin modelleri, klinikte bulunanlardan çok daha kontrollü olabilir. Bu, araştırmacıların kalp hastalığına katkıda bulunan belirli faktörleri tanımlamasına ve yaralanma sonrası yeniden şekillenme sürecini incelemesine olanak tanır.

Karşılaştırılabilir bir araştırma çabası, abdominal aort anevrizması oluşumu gibi vasküler bir odaklanma ile gerçekleştirilebilir. Kan, burada açıklanan yüksek alanlı küçük çaplı MRI yöntemini kullanarak yüksek yoğunluklu bir sinyal verir. Kontrasttaki bu artış, abdominal aort anevrizmasının genişlemesini değerlendirmek ve damarın biyomekanik özelliklerindeki değişiklikleri ölçmek için kullanılabilir.

JoVE'nin kardiyovasküler manyetik rezonans görüntülemeye girişini yeni izlediniz.

Artık kardiyak görüntülemenin nasıl yapılacağını ve kardiyak ve solunum sinyalleriyle senkronize edilmiş standart parlak kan FLASH MRI dizilerini kullanarak murin kalbinin cine döngü verilerini nasıl elde edeceğinizi bilmelisiniz. Son olarak, bu görüntülerdeki kardiyak yapıları nasıl tanımlayacağınızı da bilmelisiniz. İzlediğiniz için teşekkürler!