使用原型小动物 X 射线计算机断层扫描进行回顾性心脏门控

我们开发了成像技术，使研究人员能够回答生物学问题。现在，需要门控技术来冻结小动物 CT 中的运动。我们想证明，使用标准 CT 组件进行门控扫描是可能的。这一切都是通过软件完成的，不需要特殊的硬件。

了解常用的用于 X 射线 CT 成像的临床前探测器的局限性和功能，有助于使技术获得有意义的实验结果。啮齿动物研究中的生理心脏运动通常被认为是一个无法克服的挑战，这导致了科学报告的缺乏。我们希望通过这里描述的工作，我们将说服该领域，使用常用的硬件可以克服这一困难。

我们的方法不需要电极的物理连接，无需手术干预即可实现。X 射线 CT 与回顾性心脏门控可以准确量化心脏内部和周围的小结构，并在心动周期的不同时间点对心腔进行滚动测量。这项技术大大增强了我们研究心血管疾病和开发有效疗法的能力。

首先，将麻醉鼠标放在工作区上。捏住脚趾之间的蹼以测试麻醉深度。成像前通过尾静脉静脉注射 100 μL CT 造影剂。

将麻醉的鼠标转移到 CT 成像室内。启动 CrumpCAT 软件。要执行高分辨率的非门控 CT 成像，请首先在用户界面上输入研究 ID。

在 Protocol 下拉菜单中选择 Mouse Hi-Res。然后，单击用户界面上的 Scan 扫描 按钮以获取 720 个投影，每个投影的曝光时间为 80 毫秒。要以中等分辨率执行非门控 CT 成像，请在用户界面上输入研究 ID。

在 Protocol 下拉菜单中选择 Mouse Standard。单击用户界面上的 Scan （扫描） 按钮可获取 720 个投影，每个投影的曝光时间为 100 毫秒。要执行门控 CT 成像，请在用户界面上输入研究 ID。

在 Protocol 下拉菜单中选择 Cardiac Gating。单击用户界面上的 Scan 扫描 按钮并获取 21， 600 个投影，每个投影的曝光时间为 20 毫秒。对于呼吸信号提取，指定一个矩形感兴趣区域 （ROI1） 来表示隔膜。

将每个投影的 ROI1 内的像素强度相加，以生成呼吸信号。对于心脏信号提取，在靠近心脏的模板中指定第二个矩形感兴趣区域或 ROI2。将每个投影的 ROI2 内的像素强度相加，以生成心脏信号。

接下来，在 DICOM 查看器（如 AMIDE）中启动 CT 图像。将 CT 值设置为负 500、500 以增强可见对比度。为了量化左心室体积，绘制一个 3D 徒手感兴趣区域，以识别每个阶段的左心室。

计算阈值 CT 值为 730 Hounsfield 单位的体素。与中分辨率图像相比，非门控 CT 成像在高分辨率图像上更清晰地识别心脏钙化，对比度噪声比值分别约为 4 和 3.2。门控 CT 成像显示，造影剂噪声比从仅呼吸门控的约 4.2 提高到呼吸门控和心脏门控的约 5.2。

左心室的 CT 值为 730 Hounsfield 单位。循环作为短视频可以更好地揭示心动周期期间左心室容积的变化。