Name: Noninvaziv In Vivo Küçük Hayvan MRG ve MRS: Temel Deneysel Prosedürler (Video) | JoVE Journal
Uploaded: 2009-10-20T14:00:00.000+00:00
Duration: 12 min 27 s
Description: Öğrenin farelerde noninvaziv in vivo MRG ve MRS temel prosedürlerini. Bu yöntemler, biyolojik süreçleri analiz etmek için görüntüleme tekniklerini optimize ederek nöroloji araştırmalarına katkı sağlar.

ai_agent_IP

ai_agent

maintenance

instantTrialDurationMinutes

isBiopharma

enableNewMyJoveSectionDesign

educationFeatures

seoMetaApi

ai_copilot_institution_blacklist

ai_chat_institution_blacklist

freeAccessWindow

ssoRoleCapture

scheduledMaintenanceBanner

joveLabsFeatures

disable_autoplay_for_bots

extended_trial_duration

5 minutes

Bu çalışmada, DL ve NIA AG028455 ve DJM NIA AG022385 NIH / NIBIB R21EB008166 tarafından kısmen desteklenmiştir. Dr James Olson, Fred Hutchinson Kanser Araştırma Merkezi D282 tümör fareler sağlamak için teşekkür ederiz.

Bölüm 1: Mıknatıs Güvenlik MRG ve MRS Her ikisi de son derece dikkatli gerektirir güçlü bir manyetik alan kullanır. Örneğin, mevcut iş için kullanılan 4.7 T enstrüman, yeryüzünün manyetik alanı yaklaşık 90.000 kez bir manyetik alana sahiptir. Yüksek manyetik alan MR tarayıcı olmasa bile her zaman açıktır. Gibi yüksek bir manyetik alan ile temas gelen herhangi bir metal nesne, güçlü ve hızlı bir mıknatıs tarafından çekilebilir. Deneysel bir konu veya operatör mermi yolu cazibe merkezi haline uçan metal bir nesnenin içinde yer alıyorsa, son derece tehlikeli. Bu nedenle, MR deneyler yapan personelin, cihazın yakınlığı girmeden önce onların giyim herhangi bir metal nesneleri kaldırmak ve aynı zamanda bu tür nesneleri çevreleyen ortamı korumak için dikkatli olmalıdır. Mıknatıs güvenliği ile ilgili daha detaylı bilgi edebiyat 1 ve aşağıdaki web sayfası görünür <a href="http://www.imrser.org/">:</a> http://www.imrser.org/ . Metalik malzemenin varlığı, yalnızca söz konusu güvenlik sorunu neden ancak görüntüleme / spektroskopik eserler uyararak deney sonuçları ile müdahale edemez. Görüntüleme nesnesi yakınında veya içindeki metalik malzeme mevcut çevresinde manyetik alan değiştirebilir ve böylece elde edilen görüntülerde eserler üretmek veya spektrumları hattı genişliği genişletmek. Buna göre, mıknatıs dışında cüzdan, anahtar, kalem, vb terk MR prosedürleri için hayvan ele. Bölüm 2: Yatay Delik Mıknatıs Mouse Vivo MRG MRI için Hayvan Hazırlama <ol><li> Tüm hayvan işlemleri herhangi bir tür hayvan taşıma yürütmek için önce kurumsal bir hayvan bakımı ve kullanımı komitesi (IACUC) tarafından onaylanmış olması gerekir. </li><li> Biz MRI deneyler için hayvanları uyutmak için izofluran buharlaşmış kullanın. Hayvanların Anestezi AVERTIN (2,2,2-tribromoethanol veya TBE), ketamin ve ksilizin bir kokteyl gibi diğer anestezikler ile elde edilebilir. Tablo 1&#39;de her anestezik doz bilgileri bulunur. </li><li> Hattı plastik destekli emici ped (mavi ped veya aynaya) indüksiyon odası. Indüksiyon odasında bir fare (veya çoklu-fare görüntüleme için birden çok fare) yerleştirin. </li><li> Izofluran vaporizatör 0.8 1.5 L / dk debi ölçer ayarlayın. Sonra izofluran buharlaştırıcı yaklaşık 2 3 dakika için% 4 ayarlayın. </li><li> Cerrahi anestezi düzlemde (yani hiçbir ayak tutam yanıt) ulaştıktan sonra, bir burun konisi (veya maskesi) yerleştirilir ve burun üzerinde fare ile bir hayvan sahibinin yerleştirin. Bir kafa süzgeç, kafa görüntüleme için kullanılabilir ve vücut görüntülemesi için kullanılan bir vücut sahibi olabilir. </li><li> Hayvan sahipleri, potansiyel hareketi önlemek için kullanılır: ticari sahiplerinin çeşitli türleri vardır. Ayrıca, özel olarak tasarlanmış tutucu bir deney düzeneği herhangi bir özel gereksinimlerini karşılamak için imal edilebilir. Sadece nonmagnetic malzeme kullanımı için özel tasarlanmış bir tutucu için, emin olun. </li><li> Görüntüleme dönemde 0.4 0.8 ml / dak debi ölçer ayarlamak ve 1.2% 1.5 izofluran buharlaştırıcı azaltmak. Süresi dolan gaz fare burun konisi gelen bir pompa tarafından toplanır ve bir in-house vakum içine kaldırılır. </li><li> Hayvanın gözleri, steril bir göz yağlama merhemi ile nemli tutulmalıdır. Hayvan, 35-37 ° C&#39;de sıcak su dolaşım sistemi içinde deney sırasında tutulacaktır. Diğer tip ısı kaynağı gibi ısıtmalı pedleri ve radyofrekans (RF) bobin içine sıcak hava üflemeli olarak kullanılabilir. </li><li> Bir hayvan izleme sistemi, vücut ısısı, solunum / kalp döngüsü monitör, solunum / kalp yolluk ve görüntü satın almalar ile senkronize etmek için sırada yer alıyor. </li><li> Agaroz yapılmış standart bir örnek ani sinyal değişikliği izlemek için hayvanın yanına yerleştirilir. Bu standart agar örnek multi-slice ve çok zaman nokta görüntüleme için yararlıdır. Elde edilen görüntüleri bir dilim beklenmedik bir sinyal değişikliği tespit edildiğinde, dilim beklenmedik bir sinyal değişikliği ile ortadan kaldırılabilir. Ayrıca, sinyal intensitesi, post-görüntü analizi sırasında standart örnek sinyal değişikliği göre ayarlanabilir. </li><li> Hayvan sahibi, hayvan ve izleme bileşenleri güvenli bir şekilde yerleştirildikten sonra, RF bobini merkezinde hayvan sahibinin konumu. </li><li> RF bobini mıknatıs odaya taşıyın ve RF bobini mıknatıs içine yerleştirilen sıcak su dolaşım sistemi içine yerleştirin. Şekil 2 mıknatıs ön görülen bir MRI tarayıcısı çeşitli bileşenleri delik görüntüler. </li></ol> MR Deney <ol><li> 1 H rezonans frekansı RF bobini Tune ve karakteristik empedansı 50 Ohm MR tarayıcı ayar panelini kullanarak bobin maç. Bu sinyal alımını optimum koşullar elde etmektir. Çoğu insan MRI tarayıcıları dışında ayar / maç ayrı bir işlem gerekmezMRS prosedürleri. </li><li> Tek bir darbe dizisi kullanarak bir layneri işlemi gerçekleştirin. MR sinyali çevre manyetik alan homojenliği dayanmaktadır. Layneri süreci, mümkün olduğu kadar homojen olması ilgi bölgede manyetik alan sağlar. Her MR tarayıcı, hızlı harita ve degrade layneri olarak otomatik hızlı layneri süreçleri de dahil olmak üzere layneri işlemi gerçekleştirmek için kendi yolu vardır. </li><li> Tek boyutlu görüntü profili maksimize RF darbe optimize edin. Doku T 1 5x - darbe uzunluğu sabit ve yaklaşık 3 yeterince uzun bir TR (geri dönüşüm gecikme) tutarken RF pulsu güçler dizilmiş olabilir. </li><li> Görüntüleri aksiyel, koronal ve sagital görüntüler oluşturmak için üç ortogonal yönelimleri boyunca keşif edinin. Hızlı görüntü alma sırası (yani gradyan eko ya da fast spin eko görüntüleme dizisi) izci görüntüler elde etmek için kullanılabilir. Elde edilen görüntüler gerçek görüntüleme görüntüleme uçakların kararlılıkla planlamak için kullanılır. </li><li> Eko sekansı spin değiştirin. Uygun sıra parametreleri seçin: TR (geri dönüşüm gecikme) T 1, proton dansite ve T 2 ağırlıklı görüntülerde tam olarak rahat bir görüntü elde etmek için doku üç ila beş kez olmalıdır. TE (eko zamanı) ilk RF nabız ve yankı sinyali merkezi arasındaki süre. A TE değeri Tablo 2&#39;de özetlendiği gibi görüntü kontrastını bağlı olarak seçilebilir. Şekil 2, sırtında bir xenograft tümör ile çıplak fare için T 1, T 2 ve T 2 * farklı rahatlama etkisi ile elde edilen in vivo görüntülerini gösterir . </li><li> T 2 ölçüm ya multiecho görüntüleme veya birden fazla TE değerleri ile tek yankı görüntüleme kullanılarak yapılabilir . </li><li> MRI / MRS in vivo deney sonra, hayvan kurtarma işlemi boyunca takip edilmelidir. MR görüntüleme sonra, hayvanların RF bobini alınmış ve kafes geri döndüğünde tam bir iyileşme sağlamak için izlenir olacaktır. Isı kaybı anestezi farelerde hızlıdır. Bunları kapsayan gazlı bez ya da havlu ve / veya hayvanlar anestezi iyileşene kadar bir ısı kaynağı sağlayan hayvanların sıcak tutun. </li></ol> Görüntü İşleme <ol><li> İnceleme, MR konsol görüntüleri elde ve post-processing bilgisayara seçilen veri aktarımı. </li><li> Biz genellikle ImageJ ( <a href="http://rsbweb.nih.gov/ij/">http://rsbweb.nih.gov/ij/</a> görüntüleri analiz için). Görüntü analizi, filtreleme / görüntü ölçekleme, T 1, T 2 ve difüzyon hesaplamaları, tümör hacmi ölçümleri ve tümörlerin segmentasyon içerir . </li></ol> Bölüm 3. Dikey Delik Mıknatıs Fare Hindlimb İskelet Kası Vivo MRS Tersinir İskemi Başlatmaya için Kol İnşaat <ol><li> PVC boru yaklaşık 5-7 mm, 12-15 mm id geniş bir parça ile başlayın. Bu parça ve iplik duvar ile küçük bir delik delin. </li><li> Balon (helyum kaliteli balon en iyi çalışmalarınızı) her iki ucunda açık bir parça kesin. PVC parça ile bu parça takın ve çevresinde geri sarın ve bant PVC parçasının dış duvarına birlikte sona erer. </li><li> Balon mühür şal küçültmek kullanın tüp etrafında biter. Sağlam bir dış duvar ve şişirilebilir bir iç duvar ile bir manşet olması gerekir. </li><li> Delik ve PVC parçasının kenarına arasında bol malzeme terk etmeye özen, shrink wrap ve balon dişli delik etrafında bir alan kesin. Konu, PVC deliğe, demir-dışı metal (yani pirinç) 1,5 cm parçası. Bu manşet şişirmek için izin verir. 5 dakikalık epoksi ile alan Seal. </li><li> MRS prob RF bobin yanında yer Fix bu manşet ve harici bir tansiyon aleti bağlayabilirsiniz. </li></ol> Özel Solunum Monitör <ol><li> Biz, dar alan ve mıknatısın delik erişim ile uyumlu olacak şekilde yapılır özel bir solunum monitör kullanabilirsiniz. Birçok ticari modeller de mevcuttur. </li><li> Prob beslenir streç dayanıklı borular sonuna küçük bir balon bağlayın. </li><li> Bir basınç dönüştürücü hortumun diğer ucunu takın. </li><li> Hattı ve balon hava kabarcıkları serbest olduğundan emin olun. Kabarcıkları solunum nedeniyle fare vücut hareketi neden balon sıkıştırma sinyal azaltacaktır. </li></ol> MRS Probe Fare Konumlandırma <ol><li> % 5 Avertin (0.010 ml / g vücut ağırlığı) ile fare anestezisi. </li><li> Anestezi, cerrahi düzlemine ulaştıktan sonra, fare desteği sırtını fare koyarak MRS prob fare pozisyonu. Fare ventral tarafında sıvı dolu balon yerleştirin ve fare destek kayışları ile güvenli. </li><li> Pozisyon fare ve vücut destek MRS prob. </li><li> Iskemik manşet ve MRS bobin aracılığıyla bir hindlimb çekin. Bacak mu bobin merkezli olmalımümkün olduğunca ch. Bu düzenleme, fare vücudu dikey bir delik mıknatıs (Şekil 3) yatay konumda olması sağlar. </li><li> Sağlam bir destek ayak taping yer bacak sabitleyin. </li><li> Bobini ile örneklenen bölgenin dışında hindlimb subkutan termokupl yerleştirin. </li><li> Gözleri gözlerin kurumasını önlemek için göz yağlama merhem ile ıslatın. Fare gözlerini Kapak ve prob duvara sürtünme veya tahriş olmasını önlemek için yüz. </li><li> Diğer izleme probları Deney özel ihtiyaçlarına göre eklenebilir. </li></ol> MRS Deney ayarlama <ol><li> MRS prob ısıtma elemanı hava akımı bağlayın. </li><li> VNMR yazılım 35-37 bacak sıcaklığı korumak için değişken sıcaklık kontrol ünitesi ° C&#39;ye ayarlayın </li><li> Bobin, frekans ve 1 H ve 31 P rezonanslar MRS yazılım ayar panelini kullanarak maç empedans ayarlayın . </li><li> 1 H spektroskopi kullanarak ilgi bölgede B1 manyetik alan homojenliği optimize etmek için devreleri layneri ayarlayın. </li><li> Bir serbest indüksiyon çürüme (FID) (90 ° süre) maksimum sinyal verim RF darbe genişliğini belirlemek için 31 P frekans geçin. </li><li> Tamamen rahat koşullarda ATP inorganik fosfat oranları (P) ve phosphocreatine (PCr) belirlemek için yüksek sinyal gürültü tam rahat spektrumları (FRS) toplayın. FID satın almalar arasındaki zaman (TR) ile 90 ° Bu spektrumlar kullanılarak toplanan yaklaşık 5x PCr T 1 (20 sn. Az 7 T). Bu MR spektrumları PCr ve P i düzeylerinin ölçümü için kullanılır. </li></ol> İskemik Deney <ol><li> Basit bir iskemik pertürbasyon sırasında phosphocreatine değişiklikleri ölçerek belirlenmesi için istirahat ve maksimal mitokondriyal ATP üretimi sağlar ve hemen iskemi sonrası. </li><li> 45 kullanarak birden fazla spektrumları toplamak için Set-up dizi ° darbe genişliği (yani 0,5 x 90 ° kez) ve 0.5x bir TR T 1 (~ 1.5 sn.) Biz genellikle yaklaşık 6 saniyelik bir zaman çözünürlüğü için her spektrumları (VNMR yazılımı olarak ortalama sayısı (na) = 4) için 4 FIDS topluyoruz. Bu sefer çözünürlük, dinlenme ve maksimal mitokondriyal ATP üretimi doğru belirlemek için yeterli. </li><li> Yaklaşık 5 dakika dinlenme spektrumları toplayın. </li><li> 10-12 dakika boyunca 270-300 mmHg kaf şişirme iskemi neden. </li><li> Manşet bırakın ve 5 dakika boyunca kurtarma spektrumları toplamak. </li><li> Prob mıknatıs ve fare prob çıkarın. Fare uygun koşullar altında anestezi kurtarmak için izin verin. Deneyler sonraki gün tekrar edilebilir. Son spektroskopi deneyi fare bacak kasları HPLC ile ATP konsantrasyonlarının analizi için sıvı N 2 kaldırıldı ve hemen donma-kenetlenir. </li></ol> Veri Analizi <ol><li> Veri NMR spektrumları için çeşitli spektral analiz programları kullanarak çevrimdışı analiz edilir. Laboratuvarımız genellikle pik alanları ölçülmesi için standart 2 ve jMRUI (http://www.mrui.uab.es/mrui/mrui_Overview.shtml) için uygun kullanır. </li><li> Iskemi sırasında ilk PCr arıza oranları, 3-5 çeşitli gazetelerde anlatıldığı gibi, normoksik koşullar altında mitokondriyal ATP üretiminin bir ölçüsüdür. PCr kurtarma oranları, daha önce 4,6 açıklanan yaklaşım dayalı mitokondriyal ATP üretimi için maksimum kapasitesini belirlemek için kullanılabilir . </li></ol> <a href="https://www.jove.com/files/ftp_upload/1592/1592fig1.jpg"><img border="0" src="/files/ftp_upload/1592/1592fig1tmb.jpg" alt="Şekil 1" /></a> Şekil 1 mıknatıs ön bakıldığında in vivo MR kurulum taşıyordu. Kurulum RF bobini, hayvan ısınma sistemi (veya sıcak su dolaşım sistemi) ve degrade ekleme oluşmaktadır. Bütün bu bileşenler, yatay bir cazibe merkezi haline sokulur. Mıknatıs odası dışında bir su deposu Sıcak su ısıtılır ve hayvan ısınma sistemi içine bir Tygon tüp (yeşil bant) ile tanıtıldı. Silindir dolaşan sonra, su ısıtılacak su deposu ısınma sisteminden geri çekilir. Izofluran bir tüp ve vakum tüpü MRI Deneyler sırasında fareler uyutmak için kullanılır. <a href="https://www.jove.com/files/ftp_upload/1592/1592fig2.jpg"><img border="0" src="/files/ftp_upload/1592/1592fig2tmb.jpg" alt="Şekil 2" /></a> Şekil 2 farklı rahatlama etkileri ile sırtını (ok) xenograft tümör (D282 tümör) ile çıplak fare için in vivo görüntüler: A. T 1 resim (TR / TE = 500/14.2ms) ağırlığındaydı. B. T 2 görüntü (TR / TE = 2s/40ms) ağırlığındaydı. Her iki T 1 ve T 2 ağırlıklı görüntülerde spin-eko sekans tarafından satın alındı. C. T 2 harita dif tarafından elde edilen görüntü 4 set ile işlenmiş20 ile 80 ms arasında değişen ferent TE değerleri. D. T 2 * tartılır (TR / TE = 180/7.39ms, flip açısı = 20 derece) gradiyent eko dizisi tarafından satın aldı. 35 x 35 mm 2 &#39;görünümü alan tüm MR görüntüleri. <a href="https://www.jove.com/files/ftp_upload/1592/1592fig3.jpg"><img border="0" src="/files/ftp_upload/1592/1592fig3tmb.jpg" alt="Şekil 3" /></a> Şekil 3, bacak yatay gövde tutucu konumlandırılmış fare İllüstrasyon RF bobini sabitlenir . <a href="https://www.jove.com/files/ftp_upload/1592/1592fig4.jpg"><img border="0" src="/files/ftp_upload/1592/1592fig4tmb.jpg" alt="Şekil 4" /></a> Şekil 4 in vivo 31 P spektrumları bir iskemi reperfüzyon döngüsü boyunca. Veriler, 20 Hz üstel filtresi ile genişlemiş bir 7 T dikey delik mıknatıs ve hat üzerinde toplanmıştır. TR = 1, na = 4, her 20 spektrumları çizilir. Tablo 1. Fare MRI / MRS anestezik dozu. <table border="1" cellspacing="0" cellpadding="0"><tbody><tr><td> Hayvan Tür </td><td> Anestetik Ajan </td><td> Doz (Mg / enjektabllar kg) </td><td> Rota </td></tr><tr><td> Fare </td><td> İsofluranın gaz </td><td> 2-3 dakika (gidiş) için% 4.0, sürekli daha sonra 1,2 ile% 1.5 (bakım) </td><td> Burun konisi yoluyla inhale </td></tr><tr><td> Fare </td><td> Avertin </td><td> % 5, 10ml/kg vücut ağırlığı </td><td> intraperitoneal (IP) </td></tr><tr><td> Fare </td><td> Ketamin / Xylazine </td><td> 100 mg / kg ve 10 mg / kg </td><td> IP </td></tr></tbody></table> Tablo 2. Rahatlama ağırlıkları ile Görüntü <table border="1" cellspacing="0" cellpadding="0"><tbody><tr><td> Resim Ağırlıklandırma </td><td> TR (geri dönüşüm gecikme) </td><td> TE (eko zamanı) </td></tr><tr><td> T1 </td><td> Kısa (T1 den daha kısa) </td><td> Kısa (T2 den daha kısa) </td></tr><tr><td> T2 </td><td> Uzun (3 ~ 5 kez T1) </td><td> Uzun (T2 yaklaşık) </td></tr><tr><td> PD (proton dansite) </td><td> Uzun (3 ~ 5 kez T1) </td><td> Kısa (T2 den kısa) </td></tr></tbody></table> T1: dönmeye kafes gevşeme (veya uzunlamasına rahatlama) T2: Spin Spin gevşeme (veya enine rahatlama)

<ol><li>Stecco, A., Saponaro, A., Carriero, A. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Patient+safety+issues+in+magnetic+resonance+imaging%3A+state+of+the+art%5BTitle%5D)+AND+%22Radiol+Med%22%5BJournal%5D)">Patient safety issues in magnetic resonance imaging: state of the art.</a> Radiol Med. 112, 491-491 (2007).</li>
<li>Heineman, F. W., Eng, J., Berkowitz, B. A., Balaban, R. S. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((NMR+spectral+analysis+of+kinetic+data+using+natural+lineshapes%5BTitle%5D)+AND+%22Magn+Reson+Med%22%5BJournal%5D)">NMR spectral analysis of kinetic data using natural lineshapes.</a> Magn Reson Med. 13, 490-490 (1990).</li>
<li>Amara, C. E. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Mitochondrial+function+in+vivo%3A+spectroscopy+provides+window+on+cellular+energetics%5BTitle%5D)+AND+%22Methods%22%5BJournal%5D)">Mitochondrial function in vivo: spectroscopy provides window on cellular energetics.</a> Methods. 46, 312-312 (2008).</li>
<li>Blei, M. L., Conley, K. E., Kushmerick, M. J. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Separate+measures+of+ATP+utilization+and+recovery+in+human+skeletal+muscle%5BTitle%5D)+AND+%22J+Physiol%22%5BJournal%5D)">Separate measures of ATP utilization and recovery in human skeletal muscle.</a> J Physiol. 465, 203-203 (1993).</li>
<li>Marcinek, D. J., Schenkman, K. A., Ciesielski, W. A., Conley, K. E. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Mitochondrial+coupling+in+vivo+in+mouse+skeletal+muscle%5BTitle%5D)+AND+%22Am+J+Physiol+Cell+Physiol%22%5BJournal%5D)">Mitochondrial coupling in vivo in mouse skeletal muscle.</a> Am J Physiol Cell Physiol. 286, C457-C457 (2004).</li>
<li>Paganini, A. T., Foley, J. M., Meyer, R. A. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Linear+dependence+of+muscle+phosphocreatine+kinetics+on+oxidative+capacity%5BTitle%5D)+AND+%22Am+J+Physiol%22%5BJournal%5D)">Linear dependence of muscle phosphocreatine kinetics on oxidative capacity.</a> Am J Physiol. 272, 501-501 (1997).</li>
<li>Sun, C. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((In+vivo+MRI+detection+of+gliomas+by+chlorotoxin-conjugated+superparamagnetic+nanoprobes%5BTitle%5D)+AND+%22Small%22%5BJournal%5D)">In vivo MRI detection of gliomas by chlorotoxin-conjugated superparamagnetic nanoprobes.</a> Small. 4, 495-495 (2008).</li>
<li>Marcinek, D. J. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Reduced+mitochondrial+coupling+in+vivo+alters+cellular+energetics+in+aged+mouse+skeletal+muscle%5BTitle%5D)+AND+%22J+Physiol%22%5BJournal%5D)">Reduced mitochondrial coupling in vivo alters cellular energetics in aged mouse skeletal muscle.</a> J Physiol. 569, 467-467 (2005).</li>
</ol>

Melodi / maç ve layneri edinme öncesi adımlar, yüksek uzaysal çözünürlük ve yüksek sinyal-gürültü oranı (SNR) elde etmek için kritik öneme sahiptir. Insani hayvan taşıma uymak ve herhangi bir potansiyel artefakt ölçümleri engellemek için sinyal satın almalar sırasında hayvanlar için istikrarlı bir fizyolojik durumunu korumak için bir hayvan izleme sistemi ile hayvan koşullarını izlemek için de önemlidir. Difüzyon, perfüzyon ve akış görüntüleme ve in vivo olarak yerelleştirilmiş spektroskopisi de dahil olmak üzere ek bil...

<table><tbody><tr><td>Inova 200 MR tarayıcı/4.7 T</td><td>Varian Inc., Agilent</td><td></td><td>Fare MRI için kullanıldı</td></tr><tr><td>Inova 300 NMR spektrometresi/7 T</td><td>Varian Inc., Agilent</td><td></td><td>Fare iskelet kası MRS için kullanıldı</td></tr></tbody></table>

noninvaziv in vivo küçük hayvan mrg ve mrs: temel deneysel prosedürler

Noninvasive In Vivo Small Animal MRI and MRS: Basic Experimental Procedures

Küçük hayvan Manyetik Rezonans (MR) araştırma ve non-invaziv doğası ve sağladığı biyolojik bilgi zenginliği nedeniyle modern biyomedikal araştırmanın önemli bir unsuru olarak ortaya çıkmıştır. MR herhangi bir iyonlaştırıcı radyasyon gerektirmez ve noninvaziv diğer tomografi veya spektroskopik yöntemleri ile karşılaştırıldığında daha yüksek çözünürlük ve daha iyi sinyal-gürültü oranı sağlayabilir. Bu protokol, noninvaziv dinlenme ağırlıklı elde etmek için küçük hayvan MR görüntüleme ve MR spektroskopi (MR / MRS) üzerinde durulacaktır<sup&gt; 1</sup&gt; H fare görüntüleri ve elde etmek için<sup&gt; 31</supFare kas&gt; P spektrumları. Bu çalışma, küçük hayvan MRI / MRS her yönünü kapsayacak şekilde girişimi değil, fare MRI / MRS deneyler temel prosedürleri tanıtır. Bu çalışmanın ana hedefi için temel prosedürleri araştırmacıları bilgilendirmek için<em&gt; In vivo</em&gt; Küçük hayvanlar üzerinde deneyler MR. Amaç-MR olmayan bileşenler için MR ve MR olmayan prosedürler hem de sorunsuz bir şekilde entegre edilmiş, böylece çalışmaların daha iyi planlamak için MR alan araştırmacılar yeni izin temel deneysel prosedürleri daha iyi anlaşılmasını sağlamaktır.

Bu çalışma, noninvaziv küçük hayvan MRG ve MRS temel prosedürler açıklanmaktadır.<em&gt; In vivo</em&gt;.

Noninvaziv In Vivo Küçük Hayvan MRG ve MRS: Temel Deneysel Prosedürler

Küçük hayvan Manyetik Rezonans (MR) araştırmaları, non-invaziv doğası ve ... sayesinde modern biyomedikal araştırmaların önemli bir unsuru haline gelmiştir.

Bu deneye başlamak için, anestezi uygulanmış bir fare, ardından bir radyo frekansı veya RF bobinine yerleştirilen bir hayvan tutucu üzerine konur. Bir MRI veya MRS deneyinden önce, RF bobini rezonans frekansında ayarlanır ve 50 ohm karakteristik empedansa uydurulur. Ardından, puls dizisi optimize edildikten sonra MRI veya MRS veri toplama işlemi gerçekleştirilir ve son olarak görüntüler veya spektrumlar analiz programları kullanılarak analiz edilir.Merhaba, ben Washington Üniversitesi Radyoloji Bölümü'ndeki R Araştırma Laboratuvarı'ndan Dawn Lee. Ben de Washington Üniversitesi'ndeki R Araştırma Laboratuvarı ile radyoloji ve biyomühendislik bölümlerinden David Senek. Bugün size farelerde manyetik rezonans görüntüleme ve manyetik rezonans spektroskopisi prosedürünü göstereceğiz.Laboratuvarımızda, fare tümör modellerini, musküler distrofiyi ve kas metabolizmasını incelemek için bu prosedürleri kullanıyoruz. Öyleyse başlayalım. Bu protokolün amacı, küçük hayvan MRI/MRS'nin her yönünü kapsamak değil, fare MRI/MRS deneylerinin temel prosedürlerini tanıtmaktır.Amaç, MR alanında yeni olan araştırmacıların çalışmalarının MR dışı bileşenlerini daha iyi planlayabilmeleri için küçük hayvanlar üzerinde gerçekleştirilen in vivo MR deneylerinin temel prosedürlerine dair daha iyi bir anlayış sağlamaktır. Böylece nihayetinde, hem MR hem de MR dışı prosedürler sorunsuz bir şekilde entegre edilebilir. Manyetik rezonans görüntüleme veya MRI deneyi hazırlıklarına başlamak için, izofluran ile anestezi uygulanmış bir fareyi, burnu bir burun konisine yerleştirilmiş şekilde bir hayvan tutucuya yerleştirin.Kafa görüntüleme için bir kafa sabitleyici ve vücut görüntüleme için bir vücut tutucu kullanılabilir. Hayvanın gözlerini steril bir göz kayganlaştırıcı pomad ile nemli tutun.Hayvan, deney boyunca sıcak su sirkülasyon sistemi içerisinde 35 ile 37 degrees Celsius arasında tutulmalıdır. Hem vücut sıcaklığını, solunumu ve kardiyak döngüyü izlemek hem de solunum ve kardiyak tetiklemeyi görüntü alımları ile senkronize etmek için bir hayvan izleme sistemi kullanılır. Ardından, ani sinyal değişimlerini izlemek için hayvanın yanına standart bir agar numunesi yerleştirin.Bu standart tarım örneği, özellikle çoklu kesit ve çoklu zaman noktası görüntüleme için kullanışlıdır. Elde edilen görüntülerdeki bir kesitte beklenmedik bir sinyal değişikliği tespit edildiğinde, bu kesit elenebilir. Hayvan sabitlendikten ve tüm izleme bileşenleri yerleştirildikten sonra, hayvan tutucuyu bir radyo frekansı veya RF bobininin merkezine yerleştirin.RF bobini mıknatıs odasına taşıyın ve mıknatısın içine yerleştirilmiş olan sıcak su sirkülasyon sistemine yerleştirin. Şimdi MRI veri toplama işlemine başlayın. Görüntüleme süresi boyunca, akış ölçeri dakikada 0,4 ila 0,8 mililitre arasına ayarlayın ve izofloran buharlaştırıcısını %1,2 ila %1,5 arasına düşürün. Fare burun konisinden gelen ekshale gaz, kurum içi bir vakum sistemine tahliye edilir.Sinyal alımını optimize etmek için RF bobini proton H1 rezonans frekansına ayarlayın ve bobinin karakteristik empedansını 50 ohm ile eşleştirin. MR tarayıcısındaki ayarlama paneli kullanıldığında, çoğu insan MRI tarayıcısı, MRS prosedürleri hariç, ayrı bir eşleştirme işlemi gerektirmez. Tek bir puls dizisi kullanarak shimleme işlemine başlayın.Shimleme işlemi, ilgi alanındaki manyetik alanın homojenliğini optimize eder. Her tarayıcı, hızlı haritalama (fast map) ve gradyan shimleme gibi otomatik hızlı shimleme süreçleri dahil olmak üzere, shimleme işlemini gerçekleştirmenin kendine özgü yöntemine sahiptir. Shimleme tamamlandığında, RF pulsunu optimize edin.Tek boyutlu görüntü profili maksimize edilerek. Puls uzunluğu sabit tutulurken ve yeterince uzun bir geri dönüş gecikmesi korunurken RF puls güçleri dizilenebilir. TR, dokunun T1 değerinin yaklaşık üç ila beş katı olmalıdır; aksiyel, koronal ve sagital görüntüler oluşturmak için üç ortogonal yön boyunca scout görüntüler alınmalıdır.Scout görüntülerin elde edilmesi için hızlı bir görüntüleme sekansı kullanılabilir. Elde edilen görüntüler, görüntüleme düzlemlerinin belirlenmesiyle birlikte asıl görüntüleme planlaması için kullanılacaktır. Asıl görüntüleme sırasında ise bir spin eko sekansı kullanılır.T2 ölçümleri, ya çoklu eko görüntüleme ya da birden fazla T değerine sahip tekli eko görüntüleme kullanılarak yapılabilir. MRI deneyini tamamlamak için, fare arka bacak iskelet kası için in vivo manyetik rezonans spektroskopisi veya MRS'ye, dinlenme ve maksimum mitokondriyal durumlar için bakalım. İskemi sırasında ve hemen sonrasında fosfokreatindeki değişiklikleri ölçmek için MRS kullanarak ATP üretimi belirlenebilir.Reversibl iskemi oluşturmak için bir manşet hazırlayarak başlayın. Yaklaşık beş ila yedi milimetre genişliğinde ve 12 ila 15 milimetre iç çapta bir PVC boru parçasıyla başlayın. Boru duvarı boyunca küçük bir delik açın ve bir balon parçasını her iki ucu açık olacak şekilde kesin.Helyum kalite balonlar en iyi sonucu verir. Bu parçayı PVC parçanın içinden geçirin ve geri sarın. Uçlarını PVC parçanın dış duvarında bantla birbirine sabitleyin.Ardından, balon uçlarını tüpün etrafında mühürlemek için daralan makaron kullanın. Katı bir dış duvara ve şişirilebilir bir iç duvara sahip bir manşon elde etmiş olmalısınız. Dişli deliğin etrafındaki daralan makaron ve balon bölgesini kesin.Delik ile PVC parçanın kenarı arasında yeterli malzeme bıraktığınızdan emin olarak, PVC'deki deliğe 1,5 santimetre uzunluğunda ferromanyetik olmayan metal bir parça yerleştirin. Bu, manşetin şişirilmesini sağlayacaktır. Bölgeyi beş dakikalık epoksi ile sızdırmaz hale getirin.Şimdi manşeti MRS probundaki RF bobinin yanına sabitleyin ve harici bir sinyal monitörü manometresine bağlayın. Daha sonra, anestezi uygulanmış bir fareyi sırtüstü olacak şekilde fare destek ünitesine yerleştirerek MRS probuna konumlandırın.Sıvı dolu balonu farenin ventral tarafına yerleştirin ve fare destek kayışlarıyla sabitleyin. Fareyi ve vücut desteğini MRS probunun içine yerleştirin. Bir arka ekstremiteyi iskemik manşet ve MRS bobininin içinden geçirin.Bacak, bobinin merkezine mümkün olduğunca ortalanmalıdır. Bu düzenleme, hayvanın vücudunun yatay olarak konumlandırılmasına olanak tanır. Dikey bir bore mıknatıs içerisinde, prob gövdesini mıknatısa yerleştirin; MRI için açıklandığı şekilde MRS sinyal-gürültü oranını optimize etmek için tune, match ve shim işlemlerini gerçekleştirin; ancak MRS'de RF darbesi, spektrum genliği maksimize edilerek optimize edilir.Şimdi yüksek sinyal-gürültü oranlı, tamamen rahatlamış spektralar toplamak için P 31 MRS veya tamamen rahatlamış koşullar altında inorganik fosfat ve fosfokreatinin TP'ye oranlarını belirlemek için FRS kullanın. İskemik bir deney gerçekleştirmek için, öncelikle yaklaşık beş dakika boyunca dinlenme spektralarını toplayın. Şimdi, manşeti 10 ila 12 dakika boyunca 270 ila 300 milimetre cıva değerine şişirerek iskemi indükleyin.Manşeti serbest bırakın ve beş dakika boyunca toparlanma spektrumlarını toplayın. Deneyler sonraki günlerde tekrarlanabilir. Şimdi, in vivo MRI ve MRS'nin bazı temsili sonuçlarını göstereceğiz.Nüd farenin sırtında bir xenograft D 2 82 beyin tümörü bulunmaktadır ve fare, farklı relaksasyon etkilerine sahip geleneksel bir spin ekosu sekansı kullanılarak görüntülenmiştir. T one ağırlıklı görüntüde tümör, komşu dokuyla benzer bir yoğunlukta görünmektedir. Buna karşın, ilgili T two görüntüsü tümörü hiperintens bir bölge olarak net bir şekilde görselleştirmektedir.Çoklu eko kazanımı, hayvan vücudundaki T two varyasyonuna ilişkin kantitatif bilgiler içeren bir T two haritasının hesaplanmasına olanak tanır. Tümör bölgesindeki bölgesel T two değişiklikleri, üst üste bindirilmiş görüntü üzerinden boylamsal olarak izlenebilir. Burada, bir fare arka ekstremitesinden alınan tam gevşemiş bir P 31 MRS spektrumu gösterilmektedir.Bu spektrum, toplanmış 16 fis'i temsil etmektedir. Soldan sağa doğru piklerin sırası şu kas metabolitlerini temsil eder: inorganik fosfat pi, fosfokreatin, PCR ve bir ATP'nin gama, alfa ve beta fosfatları. Dinamik iskemi Reperfüzyon deneyi boyunca toplanan P 31 MRS spektrumları gösterilmiştir; iskemi sırasında PCR azalır ve PI artar. İskemi sırasında PCR'deki azalma hızı, dinlenme halindeki mitokondriyal ATP üretimine eşittir.İskemi sonrası PCR toparlanması, maksimal mitokondriyal ATP üretimini hesaplamak için kullanılabilir. Manyetik rezonans spektroskopi ve manyetik rezonans görüntüleme kullanarak in vivo fare görüntülerini nasıl elde edeceğinizi ve in vivo fare kas metabolizmasını nasıl ölçeceğinizi az önce gösterdik. MRS için, fare vücudunun dikey bir bore mıknatıs içinde yatay pozisyonda tutulmasına olanak tanıyan özel bir RF probu oluşturduk.Bu nedenle, bu deneyler herhangi bir geniş açıklıklı dikey sistemde gerçekleştirilebilir. Bu prosedür uygulanırken, RF bobininde daha iyi ayarlama ve eşleştirme ile manyetik alan akışındaki iyileştirmeler gibi optimum koşullarda işlem yapılması gerektiğini unutmamak önemlidir. Ayrıca, hayvanın fizyolojik durumunu stabil tutmak ve olası artefakt ölçümleri önlemek için bir hayvan izleme sistemiyle hayvanın durumunun takip edilmesi önem taşımaktadır.İşte bu kadar. İzlediğiniz için teşekkürler ve deneylerinizde başarılar dileriz.

noninvasive-vivo-small-animal-mri-mrs-basic-experimental

Research

JoVE Journal

Biology

Biyoloji

Manyetik rezonans görüntüleme (MRG), genetiği değiştirilmiş farelerde fenotip incelenmesi için giderek daha popüler bir araç haline gelmiştir. Bu makale, çoklu-fare MRI kullanarak genetiği değiştirilmiş farelerde yüksek verimli fenotipleme ulaşmak için gerekli yöntemleri göstermektedir.

Çoklu-fare nöroanatomik Manyetik Rezonans Görüntüleme

Bir In vivo</emDaralma indüklenen Sakatlık ve Kurtarma Non-invaziv İzleme> Kemirgen Model

MRI kullanarak hücrelerin Takip geçmiş yıllarda kayda değer bir ilgi kazanmıştır. Bu protokol, flor ile dendritik hücrelerin etiketlenmesi açıklanmaktadır...

Kullanarak İzleme Dendritik Hücre Göç<sup&gt; 19</sup&gt; F /<sup&gt; 1</sup&gt; H Manyetik Rezonans Görüntüleme

Kontrastlı kardiyak manyetik rezonans (CMR) görüntüleme kapsamlı...

Küçük Hayvan Bak-soyunma Ters Kurtarma (SALLI) Sıçanlarda MRI kullanarak Kalp Fonksiyonu ve Miyokard Morfoloji Değerlendirilmesi

Fare kalbinin MRG ve PET görüntülemesinin nasıl yapılacağını açıklıyoruz. Protokol, miyokard enfarktüsü ve kalp yetmezliği modellerinde tedavi etkinliğini değerlendirmek için uyarlanmıştır.

Miyokard Enfarktüsünün Fare Modellerinde MRG ve PET

Bu video naif fare görsel projeksiyon kontrastlı MR görüntüleme ve akut optik sinir ezilme yaralanma ve kronik optik sinir dejenerasyonu ile ilişkili optik sinir dejenerasyonu tekrarlayan ve uzunlamasına in vivo çalışmalar için, bir klinik 3 T tarayıcı kullanarak, bir yöntemi göstermektedir knock-out fareler (p50 KO).

Farelerde kontrastlı MR ile optik sinir lifi Dürüstlük İn vivo

Bu çalışma, otoimmün miyokarditten etkilenen farelerde kardiyak anormallikleri değerlendirmek için invaziv olmayan bir araç olarak manyetik rezonans mikroskopi görüntülemenin başarılı bir şekilde kurulduğunu göstermektedir.  Veriler, tekniğin canlı hayvanlarda hastalığın ilerlemesini izlemek için kullanılabileceğini göstermektedir.

Fare Manyetik Rezonans Görüntüleme Mikroskopi tarafından Deneysel Otoimmün Miyokardit Kardiyak anormallikler noninvaziv değerlendirilmesi

Polikistik böbrek hastalığı için kemirgen modellerinin fenotipik bilgilerini elde etmek ve müdahaleleri izlemek için non-invaziv bir yol olarak ultra yüksek alan MRG'nin kullanımı açıklanmaktadır. Geleneksel histolojik yaklaşımla karşılaştırıldığında, MRG görüntüleri in vivo olarak elde edilebilir ve bu da uzunlamasına takibe izin verir.

Için Polikistik Böbrek Hastalığında Küçük Kemirgen modelleri Ultra yüksek Saha MRI Kullanımı<em&gt; In Vivo</em&gt; Fenotiplendirme ve İlaç İzleme

İntravital mikroskopi bulgularının translasyonu, dokuya sığ derinlik penetrasyonu ile karşı karşıyadır. Burada, intravital mikroskopi bulgularının klinik translasyonunu potansiyel olarak kolaylaştıran, doğrudan uzamsal korelasyon için intravital mikroskopi ve klinik olarak uygulanabilir görüntüleme modalitelerinin (örneğin, BT, MRI) birlikte kaydedilmesini sağlayan bir dorsal pencere odası fare modelini açıklıyoruz.

Translasyonel Kanser Araştırmalarında Kombine İntravital Mikroskopi ve Manyetik Rezonans Görüntüleme için Dorsal Deri Kıvrımlı Pencere Odası Tümör Fare Modeli

Küçük Hayvan Kas Aşı dinamiği ile Takip In Vivo Floresan Görüntüleme

Öğrenin farelerde noninvaziv in vivo MRG ve MRS temel prosedürlerini. Bu yöntemler, biyolojik süreçleri analiz etmek için görüntüleme tekniklerini optimize ederek nöroloji araştırmalarına katkı sağlar.

Noninvaziv In Vivo Küçük Hayvan MRG ve MRS: Temel Deneysel Prosedürler

Daha fazla video keşfet