심근 구조, 기능의 생체 양적 평가에서 관류 및 생존 능력은 심장 마이크로 컴퓨터 단층 촬영을 사용하여

Bioengineering
 

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van Deel, E., Ridwan, Y., van Vliet, J. N., Belenkov, S., Essers, J. In Vivo Quantitative Assessment of Myocardial Structure, Function, Perfusion and Viability Using Cardiac Micro-computed Tomography. J. Vis. Exp. (108), e53603, doi:10.3791/53603 (2016).

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Abstract

Introduction

허혈성 심장 질환 (IHD)는 남성과 여성 세계 1 이환율과 사망률의 하나의 큰 원인이되고 있습니다. 유기체 수준 장기 및 시스템 사이에 존재하는 복잡성과 상호 관계 때문에 IHD의 모델로서 전체 동물의 사용은 질환 병리 우리 나은 이해를 위해 단지 중요한 유지뿐만 아니라, 신규의 예방 및 치료 전략의 평가를 허용 . 마우스 모델은 특히 심장 개발, 심근 경색, 심근 비대증, 심근염 및 동맥류 병변 2-7의 발병 기전에 대한 우리의 지식에 기여했다. 심장 성능을 결정하고 예후 및 치료 개입의 선택의 측면에서 유용한 매개 변수는 심장 질량과 구조, 글로벌 및 지역 기능, 심근 혈류 및 심근 생존의 공간 분포이다.

traditiona의의 그러나 대부분의심장 질환의 마우스 모델에서 사용되는 L 임상 방법에 따라서 동물이 반복 측정에 사용할 수없는 완료 시간을 필요 침습성 측정을 포함하거나, 상기 방법은 8-12 희생 동물을 필요로한다. 예를 들어, 방사성 횟수 또는 형광 신호가 물리적으로 해부 심장 또는 현장 (13, 14)에서 검출되는 경우 방사성 또는 형광 표지 된 마이크로 스피어가 사용되는 지역 심근 관류를 측정합니다.

유사하게, 심근 경색의 동물 모델에서의 경색 크기의 평가는 가장 일반적으로 트리 페닐 테트라 졸륨 클로라이드 (TTC) 염색에 의해 수행되고, 경색 진화의 시간 경과와 치료 적 개입의 영향을 결정하기 위해,이 기술은 동물해야한다는 필요 다양한 시점 (15)에서 심장 조직 병리학 적 검사를 위해 희생 될 수있다. quantitativ 허용, 이러한 비 파괴적이고 인도적인 방법으로전자 및 심장 형태, 기능, 대사 및 생존의 길이 방향 분석은 가장 중요하다. 이러한 맥락에서, 전임상 영상은 큰 관련이있다. 현재 영상 방식 중 자기 공명 영상 (MRI) 및 초음파 검사는 가장 일반적 16,17,18 사용된다.

그러나 및 MRI 모두 임상 전임상 연구에서 참조 양상 전용 작은 동물 MRI 시스템을 획득하고 유지하기 위해 높은 비용뿐만 아니라 비 고급 사용자 동작시키기위한 이러한 기술의 복잡도 고려된다는 사실에도 불구 일상적인 사용을위한 MRI는 엄청나게 비싼합니다. 심장 초음파 검사에 관해서, 심장 기능을 측정하는 방법에 상당한 단점이 존재한다. 가장 심 초음파 검사에 의해 생성 된 데이터는 2 차원이며, 볼륨을 도출하기 위하여, 기하학적 가정 (19)으로 할 필요가있다. 또한, 가난한 인트라 간 관찰자를 reproducibility이 기술의 또 다른 중요한 제한 사항입니다. 단일 광자 방출 전산화 단층 촬영 (SPECT)과 양전자 방출 단층 촬영 (PET)와 방사성 이미징 주로 심근 관류 대사 17,20,21의 평가를 위해 사용된다. 그러나 이러한 이미징 양식의 제한된 공간 해상도는 도전 생쥐의 심장 영상을 만든다.

보다 X 선 감도 및 빠른 판독 시간, MicroCT 시스템 이제 심폐 게이트 형 3 차원 (3D) 제공 할 기술의 현재 상태 및 4 차원을 (허용 평면 패널 검출기 기술의 출현으로, 다른 한편으로, MRI 급 품질의 4D) 이미지. 그들은 사실상 유지 보수 비용 무료 및 비 - 고급 사용자가 조작하기 쉬운 있습니다. 따라서, 이러한 상품 MicroCT 잘 인간 질병의 동물 모델로서 작은 일상적 시험에 적합 할 수있다. 가장 중요한 것은, 신규 한 임상 요오드화 조영제의 개발,이야마음의 imultaneous 기능 및 신진 대사에 영향을 미치는 평가는 22 ~ 24 가능하게되었다.

이 조영제는 정맥 내 투여는 혈관의 생체 내 이미징심실에서 활성화 한 후 강한 혈액 풀 콘트라스트 제조 요오드 (160 ㎎ / ㎖)의 높은 농도를 포함한다. 투여 후 시간 이내에, 그 대사 흡수와 관련된 심근 대비 지속적인 증가는 이와 같은 조영제 심근 기절 생존력 평가를 위해 사용될 수 있고, 관찰 할 수있다.

이 논문에 설명 된 기술의 목적은 심근 혈류와 함께 심근 글로벌 지역 함수를 결정하기위한 혈액 풀 요오드화 조영제와 함께, 진성 심폐 게이팅과 고속 MicroCT 시스템을 사용하는 연구자들이 활성화되고 건강한 쥐와 심장 허혈 마우스 모델에서 생존 영구 폐색에 의해 유도관상 동맥 (LAD)를 좌전 하행의. 이 동물 모델 및 이미징 기술을 이용하여, 중요한 심장 파라미터의 신속한 평가 한 영상 기법와 침습적 또는 동물을 희생 할 필요 필요없이 반복적으로 수행 될 수있다. 이 기술은 새로운 예방 및 치료 전략을 평가하기 위해 수행 될 수있다.

Protocol

이 연구의 모든 동물의 작업은 에라스무스 MC 동물 연구 윤리위원회에 의해 승인되었다. 실험을 통해, 동물 에라스무스 MC 기관의 규정에 따라 유지했다. 실험 동물의 단부에서 흡입 이소 플루 란 마취의 과다하여 안락사시켰다. 제도적 동물 보호를 추구하고이 일을 시작하기 전에위원회의 승인을 사용하십시오.

심장 허혈 모델 1. 준비

  1. 4 % 이소 플루 란의 흡입에 의해 마우스 (12 주 오래 된 C57BL6를) 마취. 20 G 캐 뉼러를 사용하여 동물을 삽관하고 18cm의 H 2 O의 피크 흡기 압력 및 4cm의 H 2 O의 양 단부 호기 압력으로 분당 100 호흡에서 마우스 respirate
    1. 마취를 유지하고 눈이 잠시 마취 눈의 탈수를 방지하기 위해 삭제 적용하는 2.5 %의 이소 플루 란을 포함하는 O 2 / N 2 (V / V = 1/2)의 혼합 가스를 사용합니다. 놀이터가열 패드에 마우스를 CE 수술 동안 37 ° C에서 체온을 유지하기 위해 직장 체온을 측정한다.
  2. 수술 피하 직전 프레 노르 핀 (0.05-0.2 ㎎ / ㎏)을 주입하고 수술 시작 전에 마취의 충분한 깊이를 보장하기 위해 발가락 핀치 반사를 확인합니다. 제모 크림을 사용하여 마우스의 가슴 털을 뽑다 피부에 요오드를 적용합니다.
  3. 2 층과 3 왼쪽 갈비뼈 사이의 피부에 가위로 작은 상처를하여 절개를 수행합니다. pectoralis 단조 및 xiphihumeralis 근육과 늑간 근육에 액세스 할 수 있도록 작은 후크를 사용하여 측면 latissimus dorsi의 근육을 잡아 당겨.
  4. 조심스럽게 곡선 2mm 블레이드 스프링 가위를 사용하여 폐에 손상을주지 않고 제 3 늑간 근육을 잘라. 옆으로 젖은 거즈의 작은 조각을 사용하여 폐를 누르고 심낭을 파열.
    참고 : 왼쪽 횡격막 신경 손상되지 않도록주의하십시오.
    1. Repositi가슴 안쪽 근육을 누른 상태에서 좌심방의 좌심실 (LV) 무료 벽 및 부품의 상당 부분이 볼 수 있도록 그 위치를 작은 후크에.
  5. 왼쪽 관상 동맥 아래에 7-0 실크 수술 봉합사를 삽입하고 단단히 봉합 매듭을 짓는하여 동맥을 폐색.
    주 : 대부분의 마우스에서 동맥을 볼 수 없기 때문에 움을 사용하여 끈의 위치를​​ 결정하고 항상 경색 크기를 표준화하기 위해 좌심방의 가장자리 아래 관상 동맥 결찰을 2mm.
  6. 시각적으로 왼쪽 심실 무료 벽의 말뚝을 둘러 박기를 확인하여 경색의 성공적인 유도를 확인합니다. 관찰되지 말뚝을 둘러 박기 경우, LAD을 폐색하는 추가 시도를 수행합니다.
  7. 단단히 6-0 실크 수술 봉합사를 사용하여 가슴을 닫습니다.
    참고 : 가슴 복구 후 독립적 인 호흡 할 수 있도록 밀폐 닫아야합니다.
  8. 식염수로 상처를 청소하고 사용하여 피부를 닫습니다실크 봉합사. 상처 치유를 자극과 감염을 방지하기 위해 피부에 상처 분무를 적용한다.
  9. 오프 이소 플루 란을 켜고 동물이 환기 튜브를 제거하기 전에 자체적으로 호흡을 시작할 때까지 기다립니다. 복구하는 동안 가열 패드에 새장에 마우스를 놓습니다.
    참고 :이 복부 드러 누움을 유지하기 위해 충분한 의식을 회복 할 때까지 무인 동물을 두지 마십시오. 완전히 회복 될 때까지 다른 동물의 회사에 수술을 한 동물을 반환하지 않습니다.
  10. 부 프레 노르 핀의 추가 용량을 수술 후 통증에 대한 수술 후 매일 8 ~ 12 시간을 관리 할 수​​ 있습니다. 복강 부 프레 놀핀 (50 μg의 / kg)을 관리 할 수​​ 있습니다.
    참고 : MicroCT (3 절) 첫 번째 스캔 수술 후 3 ~ 4 시간과 제 2 주사에 대한 수술 후 6-7 시간에 의해 동물을 검사합니다.

MicroCT 대비 2. 주입

  1. 두 successiv에서 해부학 적 기능, 대사 정보를 취득하기 위해서E MicroCT 촬상 세션, 요오드화 조영제를 사용한다.
  2. 노출 70 % 알코올을 사용하여 유리 병 마개의 고무를 취급합니다. 낮은 사강 주사기를 사용하여, 조영제 필요한 양 (체중 50-10 μL / g)을 철회. 유체의 끝에 나타날 때까지 앞뒤로 및 / 또는 부드럽게 플런저를 전진 주사기의 측면을 눌러 천천히 멸균 흡수 조직으로 공기를 축출하여있는 경우, 기포를 제거 주입시 색전증의 위험을 예방 바늘.
    주 : MicroCT 콘트라스트 주입 의식 또는 진정 동물에서 수행 될 수있다. 실제 구속은 의식이 동물에서 수행되어야한다. 스트레스를 최소화하기 위해, 흡입 마취 시스템과 가벼운 진정 작용 또는 일반 이소 플루 란 마취를 고려합니다.
  3. 주입하기 전에, 70 % 알코올로 꼬리를 면봉. 램프 또는 더 나은 혈관 팽창을 제공하기 위해 따뜻한 물 (40 ~ 45 °의 C)에 꼬리를 침지하여 꼬리를 따뜻하게. 조영제 주입 전ntravenously 체중 5-10 μL / g의 (측면 꼬리 정맥을 통해 하나의 예).
    주 : 콘트라스트 개선이 건강 연구중인 동물식이 상태, 화상 노이즈의 레벨에 의해 영향을받을 수 있으므로, 특히 동물 모델 또는 MicroCT 구 인수 설정의 주입 용량을 최적화.

3. MicroCT 영상

  1. 사출 대비 컴퓨터 전원 버튼을 눌러 MicroCT 스캐너를 켜하기 전에. MicroCT 제어 소프트웨어를 시작하고 소프트웨어 제어 창에 표시된 워밍업 버튼을 클릭하여 X 선 튜브를 따뜻하게.
  2. 라이브 모드 버튼을 예열이 완료되었음을 나타내는 제어 소프트웨어에 표시 할 수 있습니다. 작은 구멍 커버를 삽입하고 작은 동물 침대를 배치합니다.
  3. 만들기 또는 이미지 데이터가 저장 될 적절한 데이터베이스, 연구 및 주제를 선택합니다. 새 데이터베이스가 데이터베이스 창에서 새 데이터베이스 버튼을 클릭 만들려면,데이터베이스가 저장 될 드라이브로 이동, 나타나는 대화 상자에서 찾아보기 버튼을 클릭, 새로운 데이터베이스를 지정하고 [확인]을 클릭 할 이름을 입력합니다. 데이터베이스 창에서 새 데이터베이스를 관찰한다. 기존 데이터베이스에 연결하려면 데이터베이스 창에서 데이터베이스 버튼에 연결을 클릭하고 데이터베이스 이름을 두 번 클릭합니다.
  4. 소프트웨어 제어창의 드롭 다운 메뉴로부터 다음의 파라미터를 선택하여 검색 조건 설정 : X 선 관 전압 : 90 kV로하는 단계; CT X 선 튜브 전류 160 μA; 실시간 X 선 튜브 전류가 80 μA; FOV, 20mm; 게이팅 기술, 심장 - 호흡; 스캔 기술, 4.5 분.
    Note :이 촬상 프로토콜 기말 및 수축 기말 3D 데이터 세트의 재구성을 가능하게 40 ㎛의 재구성 등방성 복셀 사이즈 512 X 512 X (512)의 매트릭스 크기, 각.
  5. 조영제로 동물을 주입 한 후, 4 % 이소 플루 란 흡입에 의해 유도 챔버에 마취.공기 산소 혼합 1.5-2.0 %의 이소 플루 란을 공급하는 코 콘 스캐너의 동물 침대에 동물을 배치합니다. 필요한 경우, 분당 호흡 ≤60으로 동물의 안정 호흡 활성을 달성하기 위해 이소 플루 란의 흐름을 조절한다.
  6. 안전 연동 참여 오른쪽으로 밀어 악기 문을 닫습니다. 실시간으로 피사체를 볼 수있는 제어 소프트웨어 창에 표시되는 라이브 모드 버튼을 클릭하여 라이브 모드를 켭니다. X-캡처 화면과 동물을 관찰한다.
    참고 : 문이 제대로 닫혀 및 안전 연동이 참여하지 않는 기기는 X 선을 생성하지 않습니다.
  7. 앞뒤로 기기의 전면 패널에있는 버튼을 스테이지 Z 축 제어를 눌러 뷰 (FOV)의 시야 내에서 마우스 가슴 정렬 동물 베드 이동. 가슴이 FOV 내에서 중앙에 있는지 확인합니다. t의 위치를​​ 기기의 전면 패널에있는 동물 침대 제어 왼쪽 및 오른쪽 화살표를 사용하여파란색 테두리 상자 내부 그는 동물.
    1. 제어 소프트웨어 창에 표시된 회전 제어 드롭 다운 목록에서 "90"을 선택하고 설정 버튼을 클릭하여 갠트리 회전합니다. 확실히 동물이 X-캡처 윈도우의 파란색 경계 상자 내에서 유지합니다. 필요한 경우, 기기의 전면 패널에있는 동물 베드 제어 UP 및 DOWN 화살표를 이용하여 동물을 정렬.
      주 : X-캡쳐 윈도우에 표시된 청색 바운딩 박스 내부에만 화상 데이터가 3D 볼륨을 재구성하는데 사용된다.
  8. 심장 - 호흡 흔적이 명확하게 동기화보기에서 볼 수 있도록 Xcapture 창에서 마우스 왼쪽 클릭으로 마우스 커서 가장자리 투자 수익 (ROI)을 드래그하여 관심 (ROI)의 심장 - 호흡 영역 크기를 조정합니다. ROI는 다이어프램과 모든 갠트리 위치에있는 마음의 꼭대기 부분을 커버 있는지 확인합니다. CARDI가 있는지 확인하는 단계 3.6에 설명 된대로 갠트리 90 ° 회전오 - 호흡 흔적은 아직 명확하게 볼 수 있습니다.
    주 : 전리 방사선에 불필요한 노출을 방지하기 위하여, 동물의 위치 및 심폐 ROI를 조정하는 시간을 최소화한다.
  9. 인수를 초기화 제어 소프트웨어 창에 표시되는 CT 스캔 버튼을 클릭합니다. CT 스캔 확인 메시지가 나타납니다. 확인 CT 스캔 확인 메시지에 표시된 YES 버튼을 클릭합니다. 스캔을 중단 NO 버튼을 클릭합니다. YES 버튼을 누른 후, 기기에있는 빨간색 X 선 통전 표시가 켜집니다
    주 : 표시가 제어 소프트웨어 윈도우의 기기 상태 상자의 깜박임 전압 아이콘 또한 표시 될 것이다. 스캔은 4.5 분에 완료됩니다. X 선관 자동 스위치 오프되며 기기와 제어 소프트웨어 윈도우의 제어 패널에있는 적색 X 선 통전 표시가 어둡게된다. 돌기가 자동으로 분류 및 음식물됩니다RESS는 GetSynchronizedRaw 창에 표시되는 녹색 진행률 막대로 표시됩니다. 심장주기의 이완 기말 및 수축 기말 위상을 나타내는 볼륨 세트가 자동으로 추가 2-3 분 이내에 복원됩니다.
    참고 : 스캔 기기의 전면 패널에있는 기계 비상 정지 버튼을 제어 소프트웨어 윈도우의 제어판에있는 비상 정지 버튼을 클릭하거나 눌러 중단하십시오.
  10. 2D 뷰어 소프트웨어의 복원의, transaxial 관상 및 시상 뷰를 관찰한다. 획득 된 영상의 품질을 검토하는 데 몇 초 정도 걸릴. 마취의 불충분 함 수준으로 인해 발생할 수 있습니다 동물 운동의 흔적을 찾아보십시오. 필요한 경우, 적절한 수정을하고 검사를 반복합니다.
    참고 : 이미지의 구조가 두 배 가장자리 도시, 배, 또는 줄무늬로 표시하는 경우, 다음이 마취의 수준이 불충분하다는 사실을 표시 할 수 있습니다 보통의 "붉은 깃발"하고 그동물은 스캔하는 동안 이동했습니다. 이러한 경우, 마취 레벨 조정되어야 스캔을 다시 취득한다.
  11. 스캐너에서 동물을 제거하고 감독하에 마취에서 전체 복구 할 수 있습니다.
  12. 콘트라스트 흡수 (3 콘트라스트 주입 후 6 시간)의 대사 단계 동안 추가적인 MicroCT 스캔을 획득.
    참고 :. C57BL / 6, BALB / c 마우스에 대한 평균 심근 향상 값에 대한 자세한 내용은 Detombe 등의 알과 애쉬튼 등의 알 (22, 23)에 의해 출판되었다.

4. MicroCT 데이터 분석

  1. 모두 이완 기말 및 수축 기말 VOX 파일을로드에 12 소프트웨어를 분석합니다.
  2. 사선 섹션 모듈과 각로드 이미지를 열고 짧은 축 이미지 개혁을 수행합니다.
  3. 화상 처리 시간이 이미지 계산기 모듈의 소구역 / 패드 볼륨 기능을 이용하여 이미지를 크로 핑 고려 최소화하기 위해. 두 볼륨의 경우, 동일한 S를 유지ubRegion 낮은 및 높은 X, Y, Z 치수.
  4. 두 볼륨을 추가하고 볼륨 편집 모듈을 엽니 다. 필요한 경우 구조의 더 나은 시각화를 들어, 이미지 강도를 조정합니다.
  5. 심 내막 윤곽 분할을 수행합니다. 좌심실 공동 심근에서 서술되도록 볼륨 편집 모듈을 선택 개체 추출기의 반자동 탭에서, 좌심실 (LV)에 시드 포인트를 설정하고 임계 값을 조정합니다. 임계치를 결정하기 위해 자동 임계 알고리즘 또는 라인 프로파일 결정 모듈 전체 폭 절반 최대 값 (FWHM)을 사용한다.
    1. 대동맥에 확산 영역을 방지하기 위해 승모판 막 전단지의 평면을 따라 제한을 그리기 분할을 완료하기 위해 추출 개체 버튼을 클릭합니다. 두 이완 기말 및 최종 수축기 볼륨이 자동으로 처리됩니다. (예 : LV 구멍) 지역의 이름을 지정하고 해당 파일 디렉토리 오브젝트 맵을 저장합니다.
  6. PERFORM은 심 외막 윤곽 분할. 새 개체를 추가하고 볼륨 편집 모듈의 반자동 또는 수동 분할 도구를 사용하여 심 외막 심장 표면의 분할을 수행합니다. 모두 이완 기말 및 수축 기말 윤곽이 올바르게 식별되어 있는지 확인합니다. 필요한 경우, 수동 조정을 수행합니다. 지역 (예 : LV 심근)에 이름을 지정하고 해당 파일 디렉토리 오브젝트 맵을 저장합니다.
    주 : 상기 공간 필터 모듈 필터링 이미지 별도로 세그먼테이션의 속도 및 품질을 개선하기 위해 수행 될 수있다.
  7. 오브젝트 맵에서 용적 측정을 추출하기 위해 (저장)이자 모듈의 지역에 첨부 된 볼륨을 엽니 다. , 수정 된지도가로드되어 있는지 확인 샘플 옵션 창을 열고 확인 LV 캐비티와 LV 심근 두 개체가 선택되어 있는지 확인하고, 샘플 이미지 버튼을 클릭합니다. 로그 파일을 저장합니다.
  8. 심장 기능과 신진 대사의 지역 분석을 위해, 방사형 디를 사용관심 모듈의 지역 vider 도구는 더 분할 볼륨을 분할합니다.

글로벌 및 지역 하트 매개 변수 5. 계산

  1. 좌심실 박출량 (LVSV), 좌심실 이완 기말 볼륨에서 좌심실 수축 기말 용적 (LVESV) (LVEDV)를 빼기를 계산하려면 :
    LVSV = LVEDV - LVESV;
  2. 좌심실 구출 률 (LVEF)를 계산하기 위해, 좌심실 이완 기말 용적 (LVEDV)에 의한 좌심실 박출량 (LVSV)에 나누어 100 %를 곱 :
    LVEF = LVSV / LVEDV * 100 %;
  3. 심 박출량 (CO)를 계산하기 위해, 심박수 (HR)에 의한 좌심실 박출량 (LVSV)를 곱 :
    CO = LVSV의 *의 HR;
  4. 좌심실 심근 질량 (LVMM)를 계산하려면 왼쪽 ventr에서 심 내막 표면 (LVMV 엔도)에 구속 좌심실 심근 벽의 볼륨을 빼기심 외막 표면 (LVMV EPI)에 의해 결합 icular 심근 벽 부피, 곱셈 심근의 비중에 의해, 1.05 g / cm 3 :
    LVMM = (LVMV EPI - LVMV 엔도) * 1.05;
  5. 좌심실 심근 질량 지수 (LVMMI)를 계산하기 위해, 마우스 체중 (BW)이 좌심실 심근 질량 (LVMM)에 나누어 :
    LVMMI = LVMM / BW;
  6. 좌심실 심근 경색 크기 (% LVMIS)의 비율을 계산하려면 전체 좌심실 심근 볼륨 (LVMV TOTAL)에 의해 경색 심근의 좌심실 용적 (LVMV MI)을 분할, 100 %를 곱 :
    % LVMIS = LVMV MI / LVMV TOTAL * 100 %;
    참고 : LVMM, LVMMI,와 % LVMIS 계산의 경우, 해당 이완 기말 또는 최종 수축기 데이터 세트에서 엔도과 심 외막 볼륨 측정을 사용합니다. 평균 최종 수축기 및 최종 디 신고astolic 지수.
  7. 분절 왼쪽 심실 벽 운동 이상 (LVWM)를 계산하려면, 심실 이완 기말 벽 직경 (LVEDWD) 왼쪽 분절에서 심실 수축 기말 벽 직경 (LVESWD) 왼쪽 분절을 빼기 :
    LVWM = LVEDWD - LVESWD;
    원주 극성지도 (황소 눈 극성 플롯)와 같은 결과를 표시합니다.
  8. 분절 왼쪽 심실 벽의 비후 (%의 LVWTh)를 계산하려면, 심실 수축 기말 벽 두께 (LVESWTh) 왼쪽 분절에서 심실 이완 기말 벽 두께 (LVEDWTh) 왼쪽 분절 빼기, 분절에 의한 분할은 심실 이완 기말 벽을 왼쪽 두께 (LVEDWTh), 및 100 %를 곱 :
    % LVWTh = (LVESWTh - LVEDWTh) / LVEDWTh * 100 %;
    원주 극성지도 (황소 눈 극성 플롯)와 같은 결과를 표시합니다.
  9. 지역 배출 분율 (%의 REF)를 계산하려면, 분절 좌심실 수축 기말의 제곱 빼기분절의 광장에서 벽 직경 (LVESWD)는 심실 이완 기말 벽 직경 (LVEDWD)를 왼쪽 분절의 제곱에 의해 심실 이완 기말 벽 직경 (LVEDWD), 격차를 떠나, 100 %를 곱 :
    %의 REF = (LVEDWD 2 - LVESWD 2) / LVEDWD 2 * 100 %;
    원주 극성지도 (황소 눈 극성 플롯)와 같은 결과를 표시합니다.
  10. 지역 심근 관류 및 대비 흡수를 제공하기 위해 CT 번호에 의미 강도 값 (하운 스 필드 단위, 후)을 변환합니다. 물이 채워진 작은 무선 투명 튜브를 사용 후 0으로 1,000 후, 물 - 동물에 외부에서 선택한 영역에서 선택 공기를 재조정하여 모두 이완 기말 및 수축 기말 데이터 세트를 변환합니다. 원주 극성지도 (황소 눈 극성 플롯)와 같은 결과를 표시합니다.

6. 통계 분석

  1. 평균 ± 표준 편차 (SD)와 같은 모든 극좌표 표시 데이터를 나타낸다. 통계 평가일방향 변동 (ANOVA) 분석 또는 다른 적절한 기술을 이용하여 차분 istical.

Representative Results

MicroCT 취득, 이미지 재건 및 이미지 품질 평가.

네 C57BL / 6 마​​우스, 영구 LAD 폐색 및 세 한 가짜 작동 성공적으로 수술에서 회복 한 번의 조영제 정맥 내 일시 투여와 두 개의 4.5 분 심장 - 호흡 MicroCT 인수로 구성 이미징 프로토콜을 완료했다. MicroCT 연구 기간 동안의 평균 심박수는 분당 385 ± 18 비트이었다. 최종 이완기 및 최종 수축기 이미지 재구성은 필요하지 않은 등의 ECG 리드와 호흡 공압 센서로 호흡과 심장 모니터링 장치를 전용하는 독점적 인 고유 이미지 기반 게이팅을 사용했다. 재구성 후, 양단부 확장기 및 수축기 최종 데이터 세트의 화질 2D 뷰어 소프트웨어를 사용하여 미리 하였다. 화질이 양호하고, 발견 할 필요가 없었다추가 이미지 획득을 수행 할 수 있습니다. 따라서, 모든보고 된 데이터는 마우스 당 두 검사로부터 유도 하였다; 첫번째 스캔은 10 분 콘트라스트 혈액 풀 단계에서 분사 게시 수행하고, 제 2 주사는 콘트라스트 대사 흡수 단계 3-4시간 포스트 분사를 획득. 대표적인 혈액 풀 심근 경색 마우스 마음의 짧은 축 이완 기말 및 수축 기말 단면 (그림 1)과 심근 경색이없는 마우스 심장의 (그림 2) 작은 소음과 우수한 좌심실 공동 묘사를 보여 정확한 해부학 적 및 기능적 평가를 허용한다. 심근 경색에 대응하는 대비 진공 분야는 잘하지만 가짜 운영 동물 (그림 2)에서, LAD 관상 동맥 결찰 (그림 1)을 실시 마우스 마음의 짧은 축 이미지에 경계가되었다.

좌심실 기능의 정량적 평가.

임계 값 기반의 3D 세분화는 좌심실 이완 기말 용적 (LVEDV) 및 각 동물의 좌심실 수축 기말 용적 (LVESV)를 결정하기 위해 두 이완 기말 및 최종 수축기 볼륨에서 수행 하였다. 좌심실 박출량 (LVSV) 좌심실 박 출률 (LVEF) 및 심 박출량 (CO)가 제 5 부피 글로벌 기능성 측정 결과에 기재된 식에있어서 LVEDV 및 LVESV 계산 된 표 1에 나타내었다 . 세 시간 결찰 후 동물의 체중에 대한 정규화는 LVEDV는 심근 경색 군과 가성 조작 동물 (2.8 ± 2.3 대 0.23) 사이의 평균 차이가 없었다. 그러나, 평균 LVESV 정규화 체중 심근 경색 군 (2.1 ± 0.31 대 0.92)에서 더 높았다. 동LY, 평균 LVEF와 LAD 관상 동맥 폐쇄와 마우스에서 심 박출량 (CO)는 가짜로 작동하는 마우스 (23.1 % 7.1 % ± 대 60.5 %에 비해 낮았다, 0.08 ml의 대 0.55 ml의 ± 0.26 ml를 각각 ).

LV 심근 질량 및 경색 크기의 정량적 평가.

두 좌심실 심근 질량 (LVMM) 및 좌심실 심근 질량 지수 (LVMMI)는 심 외막과 유두 근육과 trabeculae을 포함하여 심 내막 세분화에 기초하여 결정 하였다. 두 기말 및 수축 기말 복원을 처리하고, 두 심근 경색 군과 가성 조작 동물의 값은 표 1에 요약되어있다. 심근 경색 볼륨이 임계 값 기반의 3D 용적 측정을 사용하여 콘트라스트 진공에 기초하여 결정 하였다. 표 1에 나타낸 바와 같이 3 시간 후 LAD 코로나RY 동맥 결찰 마우스 1, 2, 3 위험 영역 (AAR)은 22.4 %, 13.3 % 및 15.8 % LVMM 각각이었다.

심근 관류 영상 (MPI).

대표 이완 기말 및 수축 기말 원주 극성 플롯 표시 심근 심근 경색 마우스의 관류 (마우스 1), 심근 경색 (마우스 4)없이 마우스 (황소 눈 극성 플롯)도 3 및도 4에 나타내었다. 플롯을 생성하는 데 사용되는 이미지 조영제 투여 후 10 분 LAD 결찰 후 3 시간 획득 하였다. 같은 동물에서 얻은 이완 기말 및 수축 기말 homosegmental 값은 차이가 없었다. 그러나 hypoenhancement 중순 전방, 중앙 inferolateral, 중간 외측, 혀끝의 전방 및 심근와 마우스의 혀끝의 측면 세그먼트에서 관찰되었다farction, LAD 동맥 폐색에 의한 관상 동맥 혈류의 시연 장애 (그림 3). 이러한 손상은 가짜 운영 동물 (그림 4)의 중심부에 관찰 할 수 없었다.

심근 생존 및 대사.

대표 이완 기말 및 수축 기말 원주 극성 플롯 표시 심근 대사 심근 경색 마우스의 흡수 (마우스 1), 심근 경색 (마우스 4)없이 마우스 (황소 눈 극성 플롯)도 7 및도 8에 나타내었다. 플롯을 생성하는 데 사용되는 이미지 LAD 결찰 후 대비 투여 후 3-4시간 5-6 시간 획득 하였다. 서로 다른 심근 대비 흡수도 시각적으로 LAD 관상 동맥 폐색을 시행 마우스 마음의 짧은 축 단면 (관찰 될 수있다 (도 6). 같은 동물에서 얻은 이완 기말 및 수축 기말 호모 - 분절 값은 차이가 없었다. 원주 극성 플롯은 심근 관류 맵 (그림 2)에 표시된 것과 유사한 패턴으로 세그먼트 별 이상 (그림 7)을 보여 주었다. 어떤 대비 흡수 결함은 가짜로 작동하는 마우스 (그림 8)의 원주 극성 그래프에서 볼 수 없었다.

LV 지역 기능의 정량적 평가.

이미지 품질은 모든 묘화 마우스에서 좌심실 모션 기말 및 수축 기말에서 복원 육화 시각적 평가를 수행 만족 스러웠다. 와없는 마우스의 각 세그먼트의 좌심실 벽 운동, 농축 및 지역 구혈률 점수 내 ocardial 경색이 그림 9와 그림 10에 제시되어있다. 같이 더 효과가 가짜로 작동하는 마우스 (그림 10)에서 관찰되지 않았다 반면 LAD 관상 동맥 결찰이, LV 지역 기능 지수 (그림 9)의 현저한 감소 결과는 예상했다.

그림 1
그림 1. 대표 혈액 풀 짧은 축 최종 이완기 (A) 및 최종 수축기 (B) 심근 경색 마우스 마음의 단면 (마우스 1). 이미지는 LAD 관상 동맥 폐쇄 후 3 시간 대비 투여 후 10 분을 인수했다. 노란색 화살표로 주목 부정적인 대비 경색 지역 대비 혼탁의 부족 때문이다.

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그림 2. 대표 혈액 풀 짧은 축 최종 이완기 (A) 및 최종 수축기 (B) 심근 경색이없는 마우스 마음의 단면 (마우스 4). 이미지는 가짜 수술 후 3 시간 및 대비 투여 후 10 분을 인수했다. 대비 혼탁 모든 심근 조각에 균일하게 존재한다.

그림 3
그림 3. 중간 공동, 이완 기말 및 수축 기말 원주 극성 플롯 표시 심근 경색 마우스에서 심근 관류 (황소 눈 극성 플롯) (마우스 1). (A) 좌심실을 기초로 세분화 대표, 정점과 짧은 축 부분 (17) 세그먼트 AHA 모델 (25)에있어서. 서로 다른 관류 중순 전방, 중앙 inferolateral, 중간에 명확하게 볼 수 있습니다전 외측, 혀끝의 전방, 그리고 혀끝의 측면 부분. 표시된 값은 분절는 표준 편차 ± 하운 스 필드 단위로 의미 나타냅니다. (B) 심근 관류 맵은 17 세그먼트로 세분없이 표시됩니다. 심장 정점 (세그먼트 17)에 대응하는 플롯의 중심은 표시되지 않습니다.

그림 4
그림 4. 중간 공동, 이완 기말 및 수축 기말 원주 극성 플롯 표시 심근 경색이없는 마우스에서 심근 관류 (황소 눈 극성 플롯) (마우스 4). (A) 좌심실을 기초로 세분화 대표, 정점과 짧은 축 부분 (17) 세그먼트 AHA 모델 (25)에있어서. 비슷한 관류는 모든 세그먼트에 존재한다. 표시된 값은 분절는 표준 편차 ± 하운 스 필드 단위로 의미 나타냅니다. (B) 심근 관류 맵은 17 세그먼트로 세분없이 표시됩니다. 심장 정점 (세그먼트 17)에 대응하는 플롯의 중심은 표시되지 않습니다.

그림 5
도 5 주제 대사 흡수 짧은 축 이완 기말 (A) 및 수축 기말 (B) 심근 경색 마우스 심장 단면 (마우스 1). 이미지는 LAD 관상 동맥 폐쇄 후 6-7시간 및 대비 투여 후 3-4 시간을 인수했다. 흰색 화살표로 주목 부정적인 대비 경색 지역 대비 대사의 이해의 부족 때문이다.

그림 6
그림 6. 대표 대사 흡수 짧은 축 최종 이완기 ( (B) 심근 경색이없는 마우스 마음의 단면 (마우스 4). 이미지는 가짜 수술 후 6-7 시간 및 대비 투여 후 3-4 시간을 인수했다. 대비의 심근 대사 흡수는 모든 조각에 균일하게 존재한다.

그림 7
그림 7. 대표 이완 기말 및 수축 기말 원주 극성 플롯 표시 심근 경색 마우스에서 심근 대사 흡수 (황소 눈 극성 플롯). (A) 좌심실은 기초, 중간 캐비티, 짧은 혀끝으로 세분화된다 17 세그먼트 AHA 모델 (25)에 따라 -axial 부분. 서로 다른 대사 흡수는 중간 외측, 혀끝의 전방, 열등 혀끝과 혀끝의 측면 부분에 명확하게 볼 수 있습니다. 표시된 값은 하운 유니의 분절 수단을 나타냅니다표준 편차 ± TS. (B) 심근 대사 흡수지도는 17 세그먼트로 세분없이 표시됩니다. 심장 정점 (세그먼트 17)에 대응하는 플롯의 중심은 표시되지 않습니다.

그림 8
그림 8. 대표 이완 기말 및 수축 기말 원주 극성 플롯 표시 심근 경색이없는 마우스에서 심근 대사 흡수 (황소 눈 극성 플롯). (A) 좌심실은 기초, 중간 캐비티, 짧은 혀끝으로 세분화된다 17 세그먼트 AHA 모델 (25)에 따라 -axial 부분. 서로 다른 대사 흡수는 중간 외측, 혀끝의 전방, 열등 혀끝과 혀끝의 측면 부분에 명확하게 볼 수 있습니다. 표시된 값은 분절는 표준 편차 ± 하운 스 필드 단위로 의미 나타냅니다. (B) 심근 metaboliC 흡수지도는 17 세그먼트로 세분없이 표시됩니다. 심장 정점 (세그먼트 17)에 대응하는 플롯의 중심은 표시되지 않습니다.

그림 9
그림 9. 대표 심근 벽 운동 (mm), 벽 비후 (%), 지역 구출 률 (%) 원주 극성 플롯 표시 심근 경색 마우스 (황소 눈 극성 플롯). (A) 좌심실이로 세분화된다 기저 중간 공동 및 17 세그먼트 AHA 모델 (25)에있어서, 정점 짧은 축 부분. 중간 공동 및 치근단 부분에 hypokinetic, 무 운동성 및 dyskinetic 영역의 존재는 광범위한 심근 결함을 나타낸다. (B) 지역 심근 측정지도는 17 세그먼트로 세분없이 표시됩니다. 심장 정점에 해당하는 플롯의 중심 (세그먼트 17)입니다도시하지 않음.

그림 10
그림 10. 대표 심근 벽 운동 (mm), 벽 비후 (%), 지역 구출 률 (%) 원주 극성 플롯 표시 심근 경색이없는 마우스 (황소 눈 극성 플롯). (A) 좌심실이로 세분화된다 기저 중간 공동 및 17 세그먼트 AHA 모델 (25)에있어서, 정점 짧은 축 부분. 명백한 이상이 감지되지 않습니다. (B) 지역 심근 측정지도는 17 세그먼트로 세분없이 표시됩니다. 심장 정점 (세그먼트 17)에 대응하는 플롯의 중심은 표시되지 않습니다.

표 1
표 1. 좌심실 볼륨 및 글로벌 기능 지수의 신체의 체중 측정. 3시간 LAD 관상 동맥 폐쇄 후와 가짜로 작동하는 마우스 세 쥐에서 ured * BPM은 분당 비트; LVEDV는 심실 이완 기말 볼륨을 왼쪽으로 LVESV는 심실 수축 기말 용적을 왼쪽으로 LVSV, 좌심실 박출량; LVEF, 좌심실 구혈률; CO, 심 박출량; LVMV 총, 총 좌심실 심근 볼륨; LVMM, 좌심실 심근 질량; LVMMI, 좌심실 심근 질량 지수; LVMV MI, 좌심실 심근 경색 볼륨; % LVMIS % 좌심실 심근 경색 크기.

Discussion

지난 몇 년 동안 MicroCT는 작은 동물 26-29,30에서 심장 구조와 기능의 특성을 고려 양상 많은 연구가되고있다. 그러나, 이전 작업에 사용되는 장비 중 하나를 지정 구축되지 않았거나 더 이상 시판. 따라서, 본 연구는 인간 심장의 모델 작은 동물 심근 관류 및 생존력과 함께 심장 글로벌 지역 함수를 결정하는 극한 심폐 게이팅 고속 MicroCT 시스템의 사용을위한 간단하고 광범위한 프로토콜을 제공하고자 하였다 질병.

심장 구조 및 기능 연구를위한 가장 중요한 요건들 중 하나는 생리 심장의 움직임을 고려하여, 스캐너의 능력이다. 이를 위해, 예비 및 향적 게이팅 기술을 사용할 수있다 ECG 기반. 그러나, 미래 (단계 및 촬영) 게이팅은 시험, 심장주기의 미리 지정된 간격에 의존PLE 이완기 동안, 심장 운동은 적어도 때입니다. 이 방법 심박주기 당 하나의 이미지 만이 얻어지고, 심장 사이클의 하나의 상을 재구성 할 수있다. 따라서, 생성 시간이 소요되는 외에, 전진 게이트 복원 기능적인 정보 박탈되는 하나의 데이터 세트를 생성한다. 회고 게이팅 반면에 따라서 글로벌 지역 좌심실 기능 분석을 허용 심장주기의 각 부분에 여러 데이터 세트의 재구성을 허용한다.

현재 작업은 고유의 회고전 게이팅과 심폐 복원을 사용. 내장 회고전 게이팅 전용 호흡과 심장 모니터링 장치 29,31,32를위한 필요없이 최종 이완기 및 최종 수축기 심장 단계를 재구성하기 위해 고유의 이미지 기반 소프트웨어를 사용합니다. studyi에 대한 고유의 회고와 외부 ECG에 의존하는 회고전 게이팅의 우수한 계약마우스 및 쥐에서 NG 심장 기능은 Dinkel 등. (29)에 의해 증명되었다. 이 본 연구하는 동안, 고유의 회고전 게이팅뿐만 크게 스캔을 설정하는 데 필요한 시간을 최소화 할뿐만 아니라 제대로 설정하는 등의 ECG 리드와 호흡 공압 센서뿐만 아니라 추가 연산자 기술로 모니터링 하드웨어에 대한 의존성을 제거.

재건 후, 모두 이완 기말 및 수축 기말 데이터 세트의 이미지 품질은 심장 분석을위한 만족스러운 발견되었다. 이미지의 시험 동안, 특히주의는 일반적으로 발생하는 높은 호흡 속도, 낮은 감쇠 유물과 동물에서 누락 된 예측의 결과로 일어날 수있는 유물 줄무늬, 마취의 불충분 함 수준 동안 발생할 수있는 모션 아티팩트에 지불했다 하나 이상의 검출기 전자 업계의 잘못 교정 또는 실패에서 발생할 수있는 뼈 구조와 관류 결함을 모방 할 수 있으며, 링 유물사항.

심장 구조 및 기능 정보를 생성하는 MicroCT의 능력이 또한 적합 혈관 조영제의 가용성에 의존한다. 대부분 현재 시판 MicroCT의 대조는 일반적으로 특정 입자가 아닌 대사 식세포로 세분화 및 대사 요오드 기반 대조 23,33-36을 다 분산 될 수있다. 미립자 에이전트가 그들의 높은 원자 번호 (바륨, Z = 56;와 골드, Z = 79)에 큰 X 선 혼탁을 제공하지만, 그들은 대사 평가에 사용할 수 없습니다. 또한, 이들 제제는 생물체에 유해로 간주하고 간 식세​​포 (쿠퍼 세포)에 의해 제거되고, 시스템의 세망 내피 세포 소기관 (RES). 때문에 비 대사 특성, 이러한 에이전트는 간 손상 (37)와 간 미세의 병용에 변화를 유도한다.

대사 요오드 계 대조 반면 타지 아니다테드는 RES-특정 제거, 따라서 더 나은 안전성을 제공하고 간 독성을 피해야한다. 그들의보다 안전성 이외에,이 대조 따라서 생존력 평가 22,23 사용될 수 대사 활성 조직에 의해 흡수된다. 이를 위해, 요오드화 조영제는 본 연구를 위해 선택 하였다. 콘트라스트가 단일 볼 루스와 같은 정맥 내 주사 동물 체중 g 당 5 또는 10 μL의 용량으로 투여 하였다. 모두 복용 양호한 개선 결과를 생성하더라도 10 μL / 콘트라스트 g을 주입했을 때, 좌심실의 심근 콘트라스트 수준 농도 의존적​​ 증가가 관찰되었다. 흥미로운 것은, 큰 용량과 함께, 혈액 풀 기간을 연장해 심근 대비 흡수 피크가 늦어졌다. 하나의 동물 (마우스 1) 수술 후 십주과이 모든 둘째 주 이미지화 된이 기간 동안 추적 관찰 하였다. 경험에서, 부정적인 효과는 5 (총 대비 관련 없다용 돌기) 또는 X 선 노광 (10 MicroCT 스캔 총 관련) 모니터링 기간이 마우스에서 관찰되었다. 장기 요오드 노출 가장 일반적으로보고 된 부작용의 하나는 사후 검사에 거시적으로 관찰되지 않았다 갑상선 장애이다. 레벨이 제어 (37)와 비교했을 때 만하임 등. 연구 티록신의 3 연속 대비 행정 후 수준과는 차이를 찾을 ​​수 없습니다. MicroCT 동일한 데이터 세트를 사용하여, 방사선 유발 폐 섬유증의 어떠한 징후가 절차의 안정성을 따르는 (데이터 미도시)이 동물에서 검출되지 않았다.

세계 및 지역 심실 심장 기능의 평가는 치료 적 개입 (38, 39)의 예후 및 선택의 측면에서 가장 강한 심장 성능을 결정하는 중요한 간주됩니다. 글로벌 좌심실 기능 지수 (심실 이완 기말 볼륨을 왼쪽 포함LVEDV), 좌심실 수축 기말 용적 (LVESV), 좌심실 박출량 (LVSV), 좌심실 구출 률 (LVEF), 및 심 박출량 (CO). 이전 MicroCT 연구는 글로벌 심장 기능의 정량적 평가가 쥐의 심장 혈관 질환 모델에서 가능하다 및 글로벌 심장 기능에 그 발음 감소는 곧 LAD 동맥 폐색 후 발생하는 것을 확인했다. 이러한 연구 결과는 LVSV, LVEF에서 그 현저한 감소 이전 보고서와 일치하고, CO는 폐쇄 29,40-43 후 1 일에 이미 발생했습니다. 이는 심장 기능 성능 화상 취득시 심박수가 44 가능한 생리적으로 유지되어야 정확한 측정에 따라서, 유형 및 마취 정도에 의존한다는 언급은 주목할 만하다.

좌심실 심근 질량 (LVMM)의 정량적 평가는 좌심실 비대의 평가에 중요 주로 MR을 사용 하였다I 11,43,45,46. LVMM은 종종 체중 보정 서로 다른 나이와 체형의 마우스 중 심장 무게의 정상화를 허용 왼쪽 심실 심근 질량 지수 (LVMMI)로 표시됩니다. 이러한 매개 변수의 정확한 추정은 심근 경색으로 쥐가 중요한 좌심실 비대 (47)을 개발할 중요하다. LVMM, LVMMI 및 LV 형상의 평가는 심장 비대 및 이형성증 (11)의 진단을 위해 중요하다. 따라서, 이러한 매개 변수의 결정은 동심 비대, 편심 비대, 또는 동심 리모델링 등의 조건을 차별화하기 위해 추가로 도움이 될 것입니다. 본 연구에서는 LVMM과 LVMMI 값 모두 동맥 결찰을 소년을 실시 쥐와 가짜 운영 동물에서 측정 하였다. 이어서, 심근 경색의 크기가 식별되고 경색 크기의 비율을 계산 하였다. 수술 중 LAD 관상 동맥에 합자는했지만 APPL동일한 수준 IED 일부 변동성 흡장 생성 경색 : 13.3 %, 15.8 % 및 22.4 % (표 1). 이 변화에 대한 한 가지 가능한 설명은 관상 동맥 해부학의 차이와 동물 사이에 자신의 영토 혈액 공급에서 발산, 이전 보고서 (48)와 계약 할 수있다. 심근 경색의 마우스 모델에서의 경색 크기를 평가하는 가장 일반적인 방법은 생체 트리 페닐 테트라 졸륨 클로라이드 (TTC) 염색, 동일한 동물에서 질병의 길이 모니터링을 허용하지 않을 기술하는 것이다. 애쉬톤 등. (22)이 존재하는 초기 작업의 맥락에서, 요오드화 조영제와 결합 MicroCT가 다른 세로 방향 경색 크기를 결정하는 비파괴 방법을 제공 할 수 있음을 주목할 만하다.

MicroCT 기술의 또 다른 장점은 지역 허혈의 매우 정확한 결정에 달려있다. 리인간의 애 하강 동맥 (LAD) 및 중격 분기 (LCX)에 마우스 분할의 왼쪽 관상 동맥. 그러나, 쥐, LAD와 LCX의 측면로 분기의 해부학 상당히 동물 (48) 사이에 다릅니다. LCX의 대형로 분기 때로는 밀접하게 LAD을 평행 마우스의 관상 동맥이-내 심근 때문에 표시되지 않기 때문에, LCX의 측면 괄호는 실수하지만 불가피하게 마우스 경색 절차를 수행하는 동안 관상 동맥 폐색에 포함 된 시간입니다. 이와 같이, MicroCT 후의 circumferentional 극성 맵은 섹터 2, 3, 8의 관류 및 콘트라스트 흡수되므로, 관상 동맥 폐색 된 정확하게 결정하는데 이용 될 수 있고 9 LCX에 의해 영향을받는 반면 섹터 7, 10, 11, 12 13, 15, 16, 17 LAD 의해 공급된다. 따라서, 극성 맵은 폐색 된 동맥의 정확한 측정을위한 큰 도움이고, 그에 따라 myoca의 효과의 올바른 해석에 중요한 에이즈심장 기능 및 질병 진행의 rdial 경색.

심근 경색의 마우스 모델은 높은 모방을 관상 동맥 혈관이 갑자기 급성 플라크 파열의 결과로 폐색 및 경색 심장 (49)의 질병 개발을 연구하는 큰 혜택 등이다 될 인간의 임상 상황을 이용했다. 심근 경색을 앓고있는 환자의 개발 서양 처리 신속 특히 심근 경색의 발병이 급증하고 덜 경제적 선진국 많은 경우에, 관상 혈관 순환을 복원 목적 동안 교합에서 고리 화 될 수 없다 시간 1,50. 이것은 대부분 만성 심부전으로 이어질과 공중 보건에 엄청난 부담이됩니다 큰 심실 경색으로 유도한다. 따라서, 영구 관상 동맥 OCC 함께 심근 경색 모델을 사용하여 길이 비 침습적 진단 방법lusion 큰 심실 경색이 질병에 대한 새로운 치료 전략을 개발하기 위해 매우 중요하다.

심근 CT 관류 영상은 양적 지역 관​​상 동맥 혈류 이상의 평가 및 심장 기능과 생존의 관련성을 허용 빠르게 진화하는 기술이다. 최근 작은 동물 연구 MicroCT 및 SPECT, 관류 및 생존 능력 평가 (22)에 대한 선택의 양상 사이의 간격을 감소시켰다. LAD 관상 동맥 폐색에 의한 지역 혈류 장애의 정도를 평가하기위한 목적으로, MicroCT 데이터는 심근 혈류 정보를 평가 하였다. 결찰 LAD 동맥 혈액 자유 벽 공급 격벽의 일부가 좌심실 정점 영역을 제공하는 것으로 알려져있다. 마우스 1의 심근 관류 결함 (hypoenhanced 영역) 중간 외측, 혀끝, 중간 inferolateral, 중간 앞쪽에 시스템과 분명한 좌표 극에 표시됩니다전방 및 측면 꼭대기 부분은 결과가 동일한 관상 분포 (도 3)와 일치한다. 이완 기말 및 수축 기말 이미지에서 파생 된 관류 결함 사이의 차이는 homosegments에서 찾을 수 없습니다. 가짜 운영 동물의 이완 기말 및 최종 수축기 심근 관류 극성지도 표시는 그림 4에 표시됩니다. 제어 동물의 세그먼트 사이 심근 혈액의 흐름에 약간의 차이가 모두 이완 기말 및 수축 기말 표현에 미미 . 흥미롭게 hypoenhancement의 영역을 시각적으로도 3에 도시 된 바와 같이 쉽게 정량화 될 수있는 짧은 축 단면 영상 (도 1)에서 볼 수있다. 이는 Befeda 등에 의해 연구 할 수 없었다. 의해 설명 될 수 MicroCT 악기의 큰 소음 (22)을 사용했다. 주문 육안 식별 할 수있어서, 신호의 차이가 적어도 3-5 배 커야이미지 (51)의 노이즈 (표준 편차)보다. 본 연구에서 사용 MicroCT 저잡음 심근 혈류 패턴 결함의 성공 평가를 허용하고 일반적으로 손상된 심근 관류 사이의 작은 차이가 신호 (127HU ± 23HU 대 217HU ± 29HU)의 검출을 허용.

요오드화 조영제를 사용하는 중요한 장점 중 하나는 의한 콘트라스트 향상에 관련된 심근 심근 생존 및 대사를 평가하는 기능이다. 우리의 지식, 심근을 강화하기 콘트라스트의 능력은 처음 Detombe 등. (23)에 의해 설명되고 심근 경색의 이미징을위한 최초의 사용은 애쉬튼 등. (22)에 의해보고되었다. 그룹은 심근 경색 쥐 심근 관류가 심근 경색은 심근 분절 (E)의 정량 평가를 더 향상 없었다 것을 제어 유사한 향상을 보였고, 지적되었지만nhancement가보고되지 않았다. 4 시간 캐비티 심근 향상 상대적 최대였다 대비 투여 후 - 상기 심근 향상 정량적으로 평가 될 수 있는지를 조사하기 위해, 모든 마우스는 3 촬상 동일한 프로토콜을 사용하여 재결 하였다.

심근 대비 흡수 결함은 육안 아니지만 가성 조작 동물 (도 6)에서, 심근 경색 (도 5)와 마우스 심장의 짧은 축 기말 및 수축 기말 단면 이미지에서 관찰되었다. 심근 흡수는 정량적으로 극 좌표계 (그림 7, 8) 모두 이완 기말 및 수축 기말 복원 각 심근 세그먼트에서 평가 및 발표되었다. 같은 동물에서 얻은 이완 기말 및 수축 기말 homosegmental 값은 차이가 없었다. 그러나, 원주 극성 플롯 세그먼트 특정 이상을 나타내었다 (Figur전자 7) 심근 관류 맵 (그림 2)에 표시된 것과 유사한 패턴. 어떤 대비 흡수 결함은 가짜로 작동하는 마우스 (그림 8)의 원주 극성 그래프에서 볼 수 없었다. 심근 흡수 데이터는 글로벌 기능 분석 및 LV 질량과 심근 경색 크기를 정량적으로 평가를 수행하기에 충분한 품질이 있었다 (도시하지 않음). 영구 LAD 관상 동맥 폐색 현재 사용 모델에 해당하지 않지만, 우리는 대조적 심근 추출 또한 심근의 상태 (예 : 상처, 기절 동면 심근)뿐만 아니라 지역 심근 혈류의 변화에 관련 될 수 있다고 믿는 . 이 가설을 테스트하기 위해, 미래의 작업은 임시 심근 허혈 및 재관류와 모델을 사용합니다.

수축기 F의 중요한 마커를 제공 심근 벽 운동와 농축에 심근 결과의 활성 수축기름 부음과 심근 생존 능력. 지역 벽 운동, 농축 및 구혈률의 평가가 활성화 심근 수축에서 수동 수축기 벽 운동을 식별하는 데 도움이됩니다. 병변, 벽 운동, 벽 비후, 지역 배출 분수의 범위와 정도의 표준화 된 정량을 사용하기 위해 일반적으로 극성지도에 매핑됩니다. 지역 심실 벽 운동의 이상이 가장 일반적 MRI (52)에 의해 평가된다 심근 허혈의 중요한 지표이다. 와 심근 경색이없는 마우스의 각 세그먼트의 좌심실 벽 운동, 농축 및 지역 구혈률 점수는 그림 9와 그림 10에 제시되어있다. 예상 된 바와 같이, LAD 관상 동맥 결찰은 (LV 지역 기능 지표의 현저한 감소의 결과 도 9) 효과)은도 10 (가짜 조작 마우스에서 관찰되지 않은 반면. 이들 결과와 일치에이전에 데이터를보고했다.

결론적으로,이 연구는 건강한 및 심근 경색의 마우스 모델에서 심근 관류 및 생존력 평가와 함께 심근 글로벌 지역 작용 파라미터 종합 판정을위한 고속 MicroCT 시스템의 최초의 성공적인 사용을 입증했다. 이 작업은 또한 심장 기능 및 병태 생리 학적 변화를 정확하게 비파괴 평가 수 심혈관 질환의 다른 모델의 특성을 향해 연장하고, 신규의 예방 및 치료 전략을 평가할 수있다.

Disclosures

ED 반 D.는, RR, JE는 더 경쟁 재정적 이해 관계가 없음을 선언합니다. SB는 촬상 수단을 제조 퍼킨 엘머의 유료 직원이다. 이 동영상 기사에 대한 출판 비용은 퍼킨 엘머 지불했다.

Acknowledgments

이 작품은 동맥 질환을 stenosing 대 확장시키고에는 Stichting Lijf 엔 LEVEN, 프로젝트에 의해 지원되었다.

Materials

Name Company Catalog Number Comments
Quantum FX MicroCT Imaging System PerkinElmer, Hopkinton, MA, USA Micro Computed Tomography System
XGI-8 Anesthesia System PerkinElmer, Hopkinton, MA, USA Cat. No. 118918 Gas Anesthesia System
Analyze 12.0 Software Analyze Direct, Overland Park, KS, USA Visualization and Analysis Software for Imaging
eXIA160 MicroCT Contrast Binitio Biomedical, Ottawa, ON, CANADA Cat. No. eXIA160-01; eXIA160-02; eXIA160-03; eXIA160-04; eXIA160-05 Iodine based Radiocontrast for MicroCT Imaging
Isoflurane Pharmachemie BV,
Haarlem, Netherlands
Cat. No. 45.112.110 inhalation anesthesia
1/2CC U-100 28G1/2 Insulin Syringe Becton Dickinson and Company,
USA
Cat. No. 329461 Insulin syringes with sterile interior
Leica microscope type M80 Leica Microsystems BV, Eindhoven, Netherlands Stereo zoom microscope

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References

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