This work was supported by the National Institutes of Health (HL114669). CM is a recipient of a postdoctoral research fellowship grant awarded by the Myocarditis Foundation, NJ.

ETHIK STATEMENT: Alle Tier Verfahren wurden in Übereinstimmung mit den Richtlinien für die Pflege und Verwendung von Labortieren durchgeführt und von der Universität von Nebraska-Lincoln, Lincoln, NE genehmigt. 1. Induktion der experimentellen autoimmunen Myokarditis <ol><li> Vorbereitung der Peptidlösung durch Auflösen Myhc-α 334-352 in 1x phosphatgepufferter Kochsalzlösung auf eine Endkonzentration von 2 ml mg/1.5. </li><li> Vorbereiten des Pertussis-Toxin (PT), die durch Zugabe von 1 ml sterilem PBS 1x in ein Fläschchen, enthaltend 50 ug lyophilisierten PT, um eine Stammkonzentration von 50 ng / &amp;mgr; l zu erhalten. Nehmen Sie 20 ul der Lager in eine sterile 1,5-ml-Röhrchen und fügen Sie 980 ul sterilem 1x PBS auf eine Arbeitskonzentration von 1 ng / ul erhalten. </li><li> Vorbereitung komplettem Freund-Adjuvans (CFA) durch Zugabe von 40 mg Mycobacterium tuberculosis H37Rv (MTB) zu extrahieren, um 10 ml CFA, um eine Endkonzentration zu erhaltenvon 5 mg / ml. </li><li> Bereiten Sie die Peptid-CFA-Emulsion. HINWEIS: EAM Induktion der Peptid-CFA-Emulsion wurde in 150 &amp;mgr; l, enthaltend 100 &amp;mgr; g Myhc-α von 334 bis 352 pro Tier verabreicht. Zum Beispiel, um zu immunisieren zehn Mäuse verwendet 1,5 ml Peptid-CFA-Emulsion, die 1 mg α-Myhc 334-352. <ol><li> Zur Herstellung von 1,5 ml Emulsion aliquoten 750 ul Myhc-α 334-352 Peptid-Lösung in ein 1,5-ml-Röhrchen, und CFA mit MTB ergänzt in eine andere 1,5-ml-Tube. Mit einer 3 ml Spritze Luer-Lok, ziehen Sie die Peptid-Lösung, gefolgt von der CFA / MTB-Extrakt. </li><li> Befestigen Sie die Spritze mit einem 3-Wege-Hahn und das andere Ausgang der Hahn auf eine leere 3 ml Spritze. Einstellen der Durchgängigkeit des Absperrventils so das Peptid-CFA-Gemisch strömt von einer Spritze zur anderen mit relativ guten Widerstand. </li><li> Mischen Sie, indem Sie den Inhalt einer Spritze in die andere immer wieder für ~ 1 min und legen Sie dann die gesamte Baugruppe auf Eis ~ 3 min. Wiederholen Sie diesen VorgangVerfahren mindestens 10x. </li><li> Bestimmung der Konsistenz der Emulsion durch vorsichtiges Anordnen einer winzigen Tröpfchen auf noch Wasser in einem 100 ml Becherglas. Das Tröpfchen wird nicht erwartet, dass sie in Wasser dispergieren. Wenn ja, weiter gemischt wird, bis die gewünschte Konsistenz erreicht ist. </li><li> Den Inhalt der Emulsion von 3 ml in 1 ml-Spritzen-Luer-Lok-Spritze durch Ersetzen eines der zwei 3-ml-Spritzen auf den Hahn mit der 1-ml-Spritze entnommen und an einer 27 ½ G Nadel der 1 ml Spritze. </li></ol></li><li> Injizieren 150 ul der Peptid-CFA-Emulsion in geteilten Dosen subkutan in den beiden Leistenbereichen von sechs bis acht Wochen alten weiblichen A / J-Mäusen (jeweils ~ 75 &amp;mgr; l). </li><li> Verwaltung 100 ul PT Suspension (100 ng) intraperitoneal jedem Tier an Tag 0 und am Tag 2 nach der Immunisierung. </li><li> Wiederholen Immunisierungsverfahren am Tag 7 durch Verabreichung von 150 &amp;mgr; l Peptid-CFA-Emulsion in geteilten Dosen subkutan in beiden Seiten des Ter Brustbein (~ 75 jeweils ul). Bereiten Sie diese Emulsion frisch wie oben. Dann, am Tag 21, durch die die Tiere MRM Imaging, siehe Schritt 3. </li></ol> 2. Tier Handhabung <ol><li> Platzieren Sie jede Maus in einer Narkoseeinleitung Kammer mit 2% Isofluran-Luft-Gemisch mit einem Heizkissen darunter platziert, um die Wärme zu halten und zu übertragen, das Tier zu einem speziell entwickelten Tierhalter (Abbildung 1). </li><li> Immobilisieren das Tier in Bauchlage auf dem Tierhalter, so die Schnauze passt in die Nasenkegel auf die Anästhesie (Abbildung 1) zu halten. Sichern Sie den Kopf der Maus mit einem Biss-bar auf die Vorderzähne des Maus angeschlossen. </li><li> Einschalten des Luftgebläseofen mit seiner Austrittsschlauch in vertikalen Bohrung des Scanners eingeführt, um die Körpertemperatur des Tieres während des Experiments aufrechterhalten. </li><li> Aufrechterhaltung einer Narkose bei 0,5 bis 2% Isofluran mit einer Fließgeschwindigkeit von 2 ml / min während der gesamten Abbildungssitzung. BestätigenAnästhesie mit der Zehe Prise Verfahren, keine Bewegung zu erwarten. </li><li> Richten Sie eine pneumatische Kissen Sensor, Maus tail / Knöchel LWL-Pulsoximetrie-Sensor und rektale Temperatursonde, um die Atmung, Herzfrequenz und Körpertemperatur, bzw. (Abbildung 1) zu überwachen. Hinweis: Cardiac Gating durch Pulsoxymetrie, die nichtinvasive Überwachung des Blutsauerstoffsättigung arteriellen ermöglicht durchgeführt. Der Pulsoximetriesensor sollte dem linken Knöchel befestigt werden kann, und der Fuß mit einer Fadenschlaufe befestigt und geklebt, um den Knöchel in dem Sensor zu halten. MRM-Bildgebung wird durch Verknüpfung des Atmungs-und Herzsignalen ohne die Verwendung irgendwelcher Kontrastmittel erreicht. </li></ol> 3. Image Acquisition <ol><li> Nach der Vorbereitung des Tieres (1), die Maus in die Mitte des MRM-Scanner mit dem Herzen in der Mitte des Sichtfeldes (FOV), wobei Magnetfeld-Homogenität maximale positioniert. HINWEIS: Ein weiter Bohrung(89 mm) 9,4 T Vertikalbohrung Magnet mit Dreifachachse Steigungen von 100 G / cm und 4 cm Hochfrequenz-(HF)-Bildgebungsspule ausgestattet ist, verwendet werden, um hochauflösende dreidimensionale (3D) Bilder zu erhalten. Hinweis: Achten Sie darauf, nicht-magnetischen liefert bei Verwendung eines MRT-Scanners. </li><li> Führen Sie die Imaging-Schnittstelle und wählen Sie &quot;Neue Studie&quot; aus dem Menü &quot;Study-Optionen&quot;. Geben Sie &quot;mtune&quot; an der Eingabeleiste und führen Sie es nach oben zu ziehen die &quot;Tune GUI&quot;. Dann wählen Sie &quot;Start Probe Tune&quot; und klicken Sie auf die Schaltfläche &quot;Autoscale&quot;. Die Tune-GUI ändern, um die RFsignal zeigen. Verwenden Sie die Fernabstimmung / Match Knöpfe am Ende der Spule zum Abstimmen des HF-Spule auf die Protonenresonanzfrequenz (400 MHz). Auf der Registerkarte &quot;Start&quot; gehen auf die &quot;Vorschau&quot;-Seite, um die Frequenz und Leistungskalibrierung, indem Sie auf die entsprechenden Tasten ausgeführt werden. Hit der (schnellen)-Taste auf der XYZ &quot;Shim&quot; Registerkarte &quot;Studie&quot; Register zu ziehen, die Shim-Seite.Gehen Sie auf die Seite Shim, wählen Sie alle Iterationen, und drücken Sie die Taste, um die automatische Shim Shim durchzuführen. </li><li> Wählen Sie einen Scout-Sequenz aus der Registerkarte &quot;Studie&quot; des bildgebenden Schnittstelle, um die Maus Herz zu lokalisieren. Auf der Registerkarte &quot;Acquire&quot; ändern Sie die FOV auf 35 mm 2 und halten Sie die Standardeinstellungen der Maschine. Klicken Sie auf Start, um die Sequenz laufen; stellen Sie die Position des Tierhalters, wenn das Herz nicht in der Mitte des FOV, stimmen Sie das HF-Spule und erhalten die Pfadfinder Bilder wieder. </li><li> Klicken Sie auf &quot;GEMS&quot;-Sequenz auf der Registerkarte &quot;Study&quot; geben Sie dann die Aufnahmeparameter auf den entsprechenden Reiter &quot;Acquire&quot;, um zwei orthogonalen Ebenen entlang der kurzen Achse und lange Achse des Herzens 20,21 zu erhalten. HINWEIS: Typische Aufnahmeparameter für eine Gradienten-Echo-Scan sind: Schichtdicke, 1 mm; Wiederholungszeit (TR), 200 ms; Echozeit (TE), 2,67 ms (Minimum); Kippwinkel 25 °; inplane Matrixgröße 128 x 128; FOV, 22 mm2; Reihe von Akquisitionen, 4; und eine Näherungserfassungszeit von 1 min und 30 sek. </li><li> Auf der Registerkarte &quot;Adv&quot; den &quot;CINE&quot;-Sequenz, die Pulsoximetrie-gesteuerten Kurzachsen Cine MR-Bilder, um die LV anatomische und funktionelle Parameter messen zu sammeln. Einstellen der Position und des Winkels der Abbildungs ​​Scheiben auf der Basis der langen Achse des Herzens durch Schweben und Ziehen der Maus. Geben Sie die folgenden Aufnahmeparameter auf der Registerkarte &quot;Acquire&quot;, um die Gradienten-Echo-Cine-Sequenz zu erhalten: TR 500 ms; TE 5 ms; Sichtfeld, 22 mm 2; Erfassungsmatrix 256 x 256; Schichtdicke, 1 mm; Reihe von Akquisitionen, 8; Anzahl von Rahmen, 6; und eine Aufnahmezeit von ~ 17 min. Klicken Sie auf Start, um den Erwerb zu beginnen. </li><li> Konvertieren Sie die aufgenommenen Bilder auf DICOM-Format mit der &quot;I / O&quot;-Reiter des Imaging-Software und übertragen Sie die entsprechenden Dateien zum Datenzentrum für die Verarbeitung. </li><li> Am Ende des Bilderzeugungsverfahrens, alleow die Mäuse aus der Narkose in den Filter-Top-Käfigen erholen. Die Mäuse nicht unbeaufsichtigt lassen, bis sie wieder zu Bewusstsein zu ausreichend Brustlage zu halten und halten sie für weitere Studien nach Bedarf. </li></ol> 4. Datenanalyse von Cardiac Magnetic Resonance Imaging Microscopy <ol><li> Verwenden Segment Software, um die anatomische und funktionelle Parameter des LV 19 zu analysieren. Durch Laden der DICOM-Format cine Bilder in die Software mit Hilfe der &quot;Open Image File (s)&quot;-Untermenü im Menü &quot;Datei&quot;. Auf der GUI wählen Sie &quot;MRGE &#39;als bildgebendes Verfahren,&quot; Cine &quot;als Bildtyp und&quot; Kurzachsen Mitte ventrikuläre&#39; als Bildbetrachtungsebene. </li><li> Geben Sie die Zeitrahmen für die End-Diastole und Systole-Ende durch verwendet werden &quot;Set Aktuelle Zeitrahmen zu Diastole End&quot; und &quot;Set Aktuelle Zeitrahmen zu Systole Ende&quot; Untermenüs im Menü &quot;Bearbeiten&quot; auf. </li><li>Klicken Sie zuerst auf die &quot;LV&quot;-Befehl-Taste und dann die &quot;ENDO&quot; und &quot;EPI&quot; Befehlstasten auf der rechten unteren Panel manuell die linke Herzkammer Endokard und Epikard zu ziehen sind. Entfernen Sie die Papillarmuskeln, indem Sie auf die entsprechende Schaltfläche, um die Genauigkeit der Berechnungen zu erhöhen. </li><li> Lesen Sie die quantifizierten LV diastolischen Parameter wie Volumen, Schlagvolumen, Schlagvolumen und Auswurffraktion auf der rechten oberen Panel. Klicken Sie auf die &quot;Misc&quot;-Befehl-Taste und dann die &quot;Messschieber&quot;-Befehl-Taste, um die NS-Parameter wie Wanddicke und ventrikuläre Durchmesser 22 messen. </li><li> Klicken Sie auf &quot;Speichern sowohl Bild Stacks und Segmentierung&quot; Untermenü im Menü &quot;Datei&quot;, um die Bilder, auch die Segmentierungen, in &#39;. Matte&#39;-Format zu speichern, um die Bilder nachbearbeiten, wie gebraucht. </li></ol>

<ol>
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A., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Induction+of+multiple+heart+autoantibodies+in+mice+with+coxsackievirus+B3-+and+cardiac+myosin-induced+autoimmune+myocarditis.">Induction of multiple heart autoantibodies in mice with coxsackievirus B3- and cardiac myosin-induced autoimmune myocarditis.</a> J Immunol. 152 (1), 343-350 (1994).</li><li>Rose, N. R., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Postinfectious+autoimmunity:+two+distinct+phases+of+coxsackievirus+B3-induced+myocarditis.">Postinfectious autoimmunity: two distinct phases of coxsackievirus B3-induced myocarditis.</a> Ann N Y Acad Sci. 475, 146-156 (1986).</li><li>Farmer, J. B., Levy, G. 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No conflicts of interests were declared.

Diese Studie beschreibt die MRM-Verfahren und seine Nützlichkeit als ein nicht-invasives Herzanomalien bei Mäusen mit Autoimmun-Myocarditis betroffen ermitteln. Da die histologischen Merkmale der EAM ähneln post Myokarditis von Menschen, sind Mausmodelle häufig eingesetzt, um die Immunmechanismen der myokardialen Verletzungen 23-25 ​​abzugrenzen. Doch die mit Myokarditis betroffenen Tiere klinisch normal erscheinen, und die Diagnose wird auf der Grundlage der Histologie bei der Beendigung von Versuche...

Herzinsuffizienz ist die häufigste Ursache für Todesfälle und Myokarditis ist eine Hauptursache von Herzversagen bei Jugendlichen ein. Die meisten Patienten mit Herzmuskelentzündung betroffen asymptomatisch bleiben und die Krankheit spontan beschlossen 2. Allerdings können 10-20% der Betroffenen chronische Krankheit zu entwickeln, was zu dilatative Kardiomyopathie (DCM) 3. Verschiedene Tiermodelle entwickelt worden, um die Immunpathogenese von Myokarditis studieren. Die Krankheit kann in Myokarditis anfälligen A / J-und Balb / c Mäusen durch Immunisierung der Tiere mit Herz-Myosin schwere Kette (Myhc)-α oder seine immundominanten Peptidfragmente oder durch Infektion mit Pathogenen wie Coxsackievirus B3 4-9 induziert werden. Diese Studie beinhaltet Myhc-α 334-352 induzierte Myokarditis in A / J-Mäusen. Trotz zeigt myokardiale Infiltrationen, erscheinen die Myokarditis betroffenen Tiere klinisch normal; Diagnose auf histologische Beurteilung von Herzen für eine Entzündung 7 Basisnd 10 Echokardiographie. Magnet-Resonanz-Mikroskopie (MRM) ist eine häufig verwendete Methode, um Herz-Kreislauf-Bildgebung mit hoher Auflösung dreidimensionale Flugzeuge zu erhalten, wodurch Beurteilung der funktionellen Details auf das Niveau der Blutgefäße Minuten (bis zu 10 Mikrometer Durchmesser), aber dieses Niveau der Auflösungsvermögen nicht mit der Routine der Magnetresonanztomographie (MRI) Verfahren, bei dem die Auflösung in der Regel bis zu 1 mm erhalten 11-14 erzielbar. MRM bietet einen Vorteil, da es ermöglicht Erwerb von hochauflösenden Bildern und auch auf Leistungsparameter in den frühen Zeitpunkten des Krankheitsprozesses 14 abzuleiten. Klinisch hat MRM-Bildgebung wurde ausgiebig angewendet, um die Funktionsparameter von erkrankten Herz-, Lungen-oder Hirn 15-17 studieren. In dieser Studie wird die Verwendung eines MRM-Technik als ein nicht-invasives Herzanomalien in A / J-Mäusen, die mit Autoimmun-Myocarditis betroffen ermitteln gezeigt. Insbesondere ter MRM Bildgebung ermöglicht die Quantifizierung von Funktionsparametern wie linksventrikuläre (LV) enddiastolischen Volumens und der Auswurffraktion (EF) 18 mit ausreichender Genauigkeit. Die Definitionen der jeweiligen Parameter sind: LV enddiastolischen Volumen, Volumen von Blut in der linken Herzkammer am Ende der diastolischen Zyklus und der Auswurffraktion, Schlagvolumen / enddiastolische Volumen. Die Auswertung der Daten erfolgt mit dem für die Verarbeitung von Magnet-Resonanz-Scanner 19 erworben DICOM-konforme Bilder Herz-Kreislauf entwickelt, frei verfügbaren Software-Segment. Die Daten zeigten einen Anstieg in der Dicke der Wand in den LV myocarditic Tieren, entsprechend einer Abnahme der LV enddiastolischen Volumens, des Schlagvolumens und der Auswurffraktion, verglichen mit diesen funktionellen Parameter in gesunden Mäusen.

<table border="0" cellpadding="0" cellspacing="0" width="1185">
	<tbody>
		<tr height="25">
			<td height="25" style="height:25px;width:509px;">Myhc-a 334-352 (DSAFDVLSFTAEEKAGVYK)</td>
			<td style="width:364px;">Neopeptide, Cambridge, MA</td>
			<td style="width:145px;"></td>
			<td style="width:167px;">Store at 4&#959;C</td>
		</tr>
		<tr height="25">
			<td height="25" style="height:25px;">CFA</td>
			<td style="width:364px;">Sigma Aldrich, St Louis, MO</td>
			<td style="width:145px;">5881</td>
			<td>Store at 4&#959;C</td>
		</tr>
		<tr height="25">
			<td height="25" style="height:25px;">MTB&#160; H37Rv extract&#160;</td>
			<td>Difco Laboratories, Detroit, MI</td>
			<td>231141</td>
			<td>Store at 4&#959;C</td>
		</tr>
		<tr height="25">
			<td height="25" style="height:25px;">PT</td>
			<td>List Biologicals Laboratories, Campbell, CA</td>
			<td>181</td>
			<td>Store at 4&#959;C</td>
		</tr>
		<tr height="25">
			<td height="25" style="height:25px;">1x PBS&#160;</td>
			<td>Corning, Manassas, VA</td>
			<td>21-040-CV</td>
			<td>Store at 4&#959;C</td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;">Isoflurane&#160;</td>
			<td>Piramal Healthcare, Mumbai, India</td>
			<td>NDC66794-013-25</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;">Female A/J mice&#160;</td>
			<td>Jackson Laboratories, Bar Harbor, ME</td>
			<td>646</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;">Leur-lok sterile 1 ml syrringe</td>
			<td>BD, Franklin Lakes, NJ</td>
			<td>309628</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;">Leur-lok sterile 3 ml syrringe</td>
			<td>BD, Franklin Lakes, NJ</td>
			<td>309657</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;">Sterile needle, 18 G</td>
			<td>BD, Franklin Lakes, NJ</td>
			<td>305195</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;">Sterile needle, 27 1/2 G</td>
			<td>BD, Franklin Lakes, NJ</td>
			<td>305109</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;">3-way stopcock&#160;</td>
			<td>Smiths Medical ASD, Inc. Dublin, OH</td>
			<td>MX5311L</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;">Kerlix gauze bandage rolls&#160;</td>
			<td>Covidien, Mansfield, MA</td>
			<td>6720</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;">Kimwipes</td>
			<td>Kimberly-Clark Professional, Roswell, GA</td>
			<td>34155</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;">Protouch Stockinette&#160;</td>
			<td>Medline Industries, Mundelein, IL</td>
			<td>30-1001</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;">Sterile surgical scissors and forceps</td>
			<td style="width:364px;">INOX tool Corporation</td>
			<td style="width:145px;"></td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;">Micro oven</td>
			<td style="width:364px;">GE Healthcare,&#160;</td>
			<td style="width:145px;"></td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;">ThermiPAQ hot and cold therapy system&#160;</td>
			<td>Theramics Corporation, Springfield, IL</td>
			<td style="width:145px;"></td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;">Reptile heating lamp&#160;</td>
			<td>Energy Savers Unlimited, Inc. Carson, CA</td>
			<td style="width:145px;"></td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;">3M Transpore tapes&#160;</td>
			<td>Target Corporation, MN</td>
			<td style="width:145px;"></td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;">Up and Up Polymyxin B sulfate/Bacitracin/Neomycin sulfate antibiotic ointment</td>
			<td>Target Corporation, MN</td>
			<td style="width:145px;"></td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;">North Safety DeciDamp-2PVC foam ear plugs</td>
			<td style="width:364px;">North Safety Products, Smithfield, RI</td>
			<td style="width:145px;"></td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;">Cotton tipped applicator, 6&#8217;&#8217; wooden stem&#160;</td>
			<td>Jorgensen Laboratories, Inc. Loveland, CO</td>
			<td style="width:145px;"></td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;">Anesthesia induction chamber&#160;</td>
			<td>Summit Anesthesia Solutions, Ann Harbor, MI</td>
			<td style="width:145px;"></td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;">Summit Anesthesia Support system for regulating flow of anesthesia&#160;</td>
			<td>Summit Anesthesia Solutions, Ann Harbor, MI</td>
			<td style="width:145px;"></td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;">Specially designed animal holder</td>
			<td>Agilent Technologies, Santa Clara, CA</td>
			<td style="width:145px;"></td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;">Bickford&#160;Omnicon F/Air&#160;anesthesia gas filter unit&#160;</td>
			<td>A.M. Bickford, Inc. Wales Center, NY</td>
			<td style="width:145px;"></td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;">Pulse-oximeter module, MR compatible small animal monitoring and gating system&#160;</td>
			<td>Small Animal Instruments, Inc. Stony Brook, NY</td>
			<td style="width:145px;"></td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;">Oxygen cylinder&#160;</td>
			<td>Matheson-Tri Gas, North-Central Zone, Lincoln, NE</td>
			<td style="width:145px;"></td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;">Gas regulator&#160;</td>
			<td>Western Medica, West Lake, OH</td>
			<td style="width:145px;"></td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;">Signal breaking module, MR compatible small animal monitoring and gating system</td>
			<td>Small Animal Instruments, Inc. Stony Brook, NY</td>
			<td style="width:145px;"></td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;">9.4 T (400 MHZ) 89 mm vertical core bore MR scanner&#160;</td>
			<td>Agilent Technologies, Santa Clara, CA</td>
			<td style="width:145px;"></td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;">4-cm millipede micro-imaging RF coil&#160;</td>
			<td>Agilent Technologies, Santa Clara, CA</td>
			<td style="width:145px;"></td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;">SAM PC monitor&#160;</td>
			<td>Small Animal Instruments, Inc. Stony Brook, NY</td>
			<td style="width:145px;"></td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;">Quantitative Medical Image analysis software&#160;</td>
			<td colspan="3">http://segment.heiberg.se;&#160; Segment v1.8 R1430,&#160; Medviso, Oresunds region, Sweden</td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;">Matlab software&#160;</td>
			<td>The Mathworks, Inc.&#160; Natick, MA</td>
			<td style="width:145px;"></td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;">Computer-Unix operating system</td>
			<td style="width:364px;"></td>
			<td style="width:145px;"></td>
			<td></td>
		</tr>
	</tbody>
</table>

noninvasive assessment of cardiac abnormalities in experimental autoimmune myocarditis by magnetic resonance microscopy imaging in the mouse

Myokarditis ist eine Entzündung des Herzmuskels, aber nur ca. 10% der Betroffenen zeigen klinische Manifestationen der Erkrankung. Um die Immun Ereignisse der myokardialen Verletzung zu untersuchen, wurden verschiedene Mausmodelle der Myokarditis weit verbreitet. Diese Studie umfasste experimentellen autoimmunen Myokarditis (EAM) mit Herz Myosin schwere Kette (Myhc)-α 334-352 in A / J-Mäusen; die betroffenen Tiere entwickeln lymphatischer Myokarditis, aber ohne offensichtliche klinische Zeichen. In diesem Modell wird der Nutzen der Magnetresonanzmikroskopie (MRM) als eine nicht-invasive Modalität der Herz strukturelle und funktionelle Veränderungen bei Tieren mit Myhc-α 334-352 immunisiert bestimmen dargestellt. EAM und gesunden Mäusen wurden mit einem 9.4 T (400 MHz) 89 mm vertikale Kernbohrung Scanner mit einem 4 cm Tausendfüßler Hochfrequenz-Bildgebung Sonde und 100 G / cm Dreifachachse Gradienten ausgestattet abgebildet. Cardiac Bilder wurden von betäubten Tieren erworben mit einem Gradienten-Echo-basierte cine Impulsfolge, und der Animals wurden von Atmung und Pulsoxymetrie überwacht. Die Analyse ergab eine Erhöhung der Dicke der Kammerwand in EAM Mäusen, mit einer entsprechenden Abnahme des Innendurchmessers der Kammern, wenn sie mit gesunden Mäusen verglichen. Die Daten legen nahe, dass morphologische und funktionelle Änderungen in den entzündeten Herzen können nicht-invasiv überwacht MRM in lebenden Tieren sein. Abschließend bietet einen Vorteil MRM Beurteilung der Progression und Regression der myokardialen Verletzung in Krankheiten, die durch infektiöse Agenzien verursacht werden, sowie als Reaktion auf Therapien.

In diesem Bericht wird der Nutzen der MRM-Technik als eine nicht-invasive Modalität, die strukturelle und funktionelle Veränderungen in den Herzen der Tiere mit EAM beeinflusst zu werden gezeigt. Myokarditis in A / J-Mäusen durch Immunisierung der Tiere mit Myhc-α von 334 bis 352 in 7 CFA induziert und die Tiere wurden am Tag 21 nach der Immunisierung an MRM Experimenten unterworfen. Die MRM-Bildgebung wurde an lebenden Tieren unter Isofluran-Narkose bei 9,4 T (400 MHz für Protonen) mit einem 89 mm-Bohru...

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Noninvasive Assessment of Cardiac Abnormalities in Experimental Autoimmune Myocarditis by Magnetic Resonance Microscopy Imaging in the Mouse

This study demonstrates the successful establishment of magnetic resonance microscopy imaging as a non-invasive tool to assess the cardiac abnormalities in mice affected with autoimmune myocarditis. The data indicate that the technique can be used to monitor the disease-progression in live animals.

Nicht-invasive Beurteilung der Herzfehlbildungen in experimentellen autoimmunen Myokarditis von Magnetic Resonance Imaging Microscopy in der Maus

Myocarditis is an inflammation of the myocardium, but only ~10% of those affected show clinical manifestations of the disease. To study the immune events ...

noninvasive-assessment-cardiac-abnormalities-experimental-autoimmune

Research

JoVE Journal

Medicine

9.8K Aufrufe.  University of Nebraska-Lincoln. This study demonstrates the successful establishment of magnetic resonance microscopy imaging as a non-invasive tool to assess the cardiac abnormalities in mice affected with autoimmune myocarditis. The data indicate that the technique can be used to monitor the disease-progression in live animals.

Serie: Noninvasive Assessment of Cardiac Abnormalities in Experimental Autoimmune Myocarditis by Magnetic Resonance Microscopy Imaging in the Mouse

Magnetic Resonance Derived Myocardial Strain Assessment Using Feature Tracking

Purpose: An accurate and practical method to measure parameters like strain in myocardial tissue is of great clinical value, since it has been shown, that strain is a more sensitive and earlier marker for contractile dysfunction than the frequently used parameter EF. Current technologies for CMR are time consuming and difficult to implement in clinical practice. Feature tracking is a technology that can lead to more automization and robustness of quantitative analysis of medical images with less time consumption than comparable methods.
Methods: An automatic or manual input in a single phase serves as an initialization from which the system starts to track the displacement of individual patterns representing anatomical structures over time. The specialty of this method is that the images do not need to be manipulated in any way beforehand like e.g. tagging of CMR images.
Results: The method is very well suited for tracking muscular tissue and with this allowing quantitative elaboration of myocardium and also blood flow.
Conclusions: This new method offers a robust and time saving procedure to quantify myocardial tissue and blood with displacement, velocity and deformation parameters on regular sequences of CMR imaging. It therefore can be implemented in clinical practice.

An accurate and practical method to measure parameters like strain in myocardial tissue is of great clinical value, since it has been shown, that strain is a more sensitive and earlier marker for contractile dysfunction than the frequently used parameter EF.

Magnetic Resonance Derived Myocardial Dehnungs-Beurteilung anhand von Feature-Tracking-

Purpose: An accurate and practical method to measure parameters like strain in myocardial tissue is of great clinical value, since it has been shown, that ...

Forschung

Medizin

Multi-modal Imaging of Angiogenesis in a Nude Rat Model of Breast Cancer Bone Metastasis Using Magnetic Resonance Imaging, Volumetric Computed Tomography and Ultrasound

Angiogenesis is an essential feature of cancer growth and metastasis formation. In bone metastasis, angiogenic factors are pivotal for tumor cell proliferation in the bone marrow cavity as well as for interaction of tumor and bone cells resulting in local bone destruction. Our aim was to develop a model of experimental bone metastasis that allows in vivo assessment of angiogenesis in skeletal lesions using non-invasive imaging techniques.
For this purpose, we injected 105 MDA-MB-231 human breast cancer cells into the superficial epigastric artery, which precludes the growth of metastases in body areas other than the respective hind leg1. Following 25-30 days after tumor cell inoculation, site-specific bone metastases develop, restricted to the distal femur, proximal tibia and proximal fibula1. Morphological and functional aspects of angiogenesis can be investigated longitudinally in bone metastases using magnetic resonance imaging (MRI), volumetric computed tomography (VCT) and ultrasound (US).
MRI displays morphologic information on the soft tissue part of bone metastases that is initially confined to the bone marrow cavity and subsequently exceeds cortical bone while progressing. Using dynamic contrast-enhanced MRI (DCE-MRI) functional data including regional blood volume, perfusion and vessel permeability can be obtained and quantified2-4. Bone destruction is captured in high resolution using morphological VCT imaging. Complementary to MRI findings, osteolytic lesions can be located adjacent to sites of intramedullary tumor growth. After contrast agent application, VCT angiography reveals the macrovessel architecture in bone metastases in high resolution, and DCE-VCT enables insight in the microcirculation of these lesions5,6. US is applicable to assess morphological and functional features from skeletal lesions due to local osteolysis of cortical bone. Using B-mode and Doppler techniques, structure and perfusion of the soft tissue metastases can be evaluated, respectively. DCE-US allows for real-time imaging of vascularization in bone metastases after injection of microbubbles7.
In conclusion, in a model of site-specific breast cancer bone metastases multi-modal imaging techniques including MRI, VCT and US offer complementary information on morphology and functional parameters of angiogenesis in these skeletal lesions.

In the pathogenesis of bone metastasis, angiogenesis is a crucial process and therefore represents a target for imaging and therapy. Here, we present a rat model of site-specific breast cancer bone metastasis and describe strategies to non-invasively image angiogenesis in vivo using magnetic resonance imaging, volumetric computed tomography and ultrasound.

Multimodale Bildgebung von Angiogenese in einem Nude Rattenmodell der Brustkrebs Knochenmetastasen mittels Magnetresonanztomographie, volumetrische Computertomographie und Ultraschall

Angiogenesis is an essential feature of cancer growth and metastasis formation. In bone metastasis, angiogenic factors are pivotal for tumor cell ...

Diffusion Tensor Magnetic Resonance Imaging in the Analysis of Neurodegenerative Diseases

Diffusion tensor imaging (DTI) techniques provide information on the microstructural processes of the cerebral white matter (WM) in vivo. The present applications are designed to investigate differences of WM involvement patterns in different brain diseases, especially neurodegenerative disorders, by use of different DTI analyses in comparison with matched controls. 	
DTI data analysis is performed in a variate fashion, i.e. voxelwise comparison of regional diffusion direction-based metrics such as fractional anisotropy (FA), together with fiber tracking (FT) accompanied by tractwise fractional anisotropy statistics (TFAS) at the group level in order to identify differences in FA along WM structures, aiming at the definition of regional patterns of WM alterations at the group level. Transformation into a stereotaxic standard space is a prerequisite for group studies and requires thorough data processing to preserve directional inter-dependencies. The present applications show optimized technical approaches for this preservation of quantitative and directional information during spatial normalization in data analyses at the group level. On this basis, FT techniques can be applied to group averaged data in order to quantify metrics information as defined by FT. Additionally, application of DTI methods, i.e. differences in FA-maps after stereotaxic alignment, in a longitudinal analysis at an individual subject basis reveal information about the progression of neurological disorders. Further quality improvement of DTI based results can be obtained during preprocessing by application of a controlled elimination of gradient directions with high noise levels.	
In summary, DTI is used to define a distinct WM pathoanatomy of different brain diseases by the combination of whole brain-based and tract-based DTI analysis.

Diffusion tensor imaging (DTI) basically serves as an MRI-based tool to identify in vivo the microstructure of the brain and pathological processes due to neurological disorders within the cerebral white matter. DTI-based analyses allow for application to brain diseases both at the group level and in single subject data.

Diffusion Tensor Magnetic Resonance Imaging in der Analyse von neurodegenerativen Erkrankungen

Diffusion tensor imaging (DTI) techniques provide information on the microstructural processes of the cerebral white matter (WM) in vivo. The present ...

Implanting Glass Spinal Cord Windows in Adult Mice with Experimental Autoimmune Encephalomyelitis

Experimental autoimmune encephalomyelitis (EAE) in adult rodents is the standard experimental model for studying autonomic demyelinating diseases such as multiple sclerosis. Here we present a low-cost and reproducible glass window implantation protocol that is suitable for intravital microscopy and studying the dynamics of spinal cord cytoarchitecture with subcellular resolution in live adult mice with EAE. Briefly, we surgically expose the vertebrae T12-L2 and construct a chamber around the exposed vertebrae using a combination of cyanoacrylate and dental cement. A laminectomy is performed from T13 to L1, and a thin layer of transparent silicone elastomer is applied to the dorsal surface of the exposed spinal cord. A modified glass cover slip is implanted over the exposed spinal cord taking care that the glass does not directly contact the spinal cord. To reduce the infiltration of inflammatory cells between the window and spinal cord, anti-inflammatory treatment is administered every 2 days (as recommended by ethics committee) for the first 10 days after implantation. EAE is induced only 2-3 weeks after the cessation of anti-inflammatory treatment.
Using this approach we successfully induced EAE in 87% of animals with implanted windows and, using Thy1-CFP-23 mice (blue axons in dorsal spinal cord), quantified axonal loss throughout EAE progression. Taken together, this protocol may be useful for studying the recruitment of various cell populations as well as their interaction dynamics, with subcellular resolution and for extended periods of time. This intravital imaging modality represents a valuable tool for developing therapeutic strategies to treat autoimmune demyelinating diseases such as EAE.

We describe a method for implanting and maintaining glass windows over the exposed spinal cords of adult mice for studying experimental autoimmune encephalomyelitis. These windows provide chronic optical access to the spinal cord for monitoring cell dynamics at the subcellular level in live animals using two-photon microscopy.

Experimental autoimmune encephalomyelitis (EAE) in adult rodents is the standard experimental model for studying autonomic demyelinating diseases such as ...

Simultaneous PET/MRI Imaging During Mouse Cerebral Hypoxia-ischemia

Dynamic changes in tissue water diffusion and glucose metabolism occur during and after hypoxia in cerebral hypoxia-ischemia reflecting a bioenergetics disturbance in affected cells. Diffusion weighted magnetic resonance imaging (MRI) identifies regions that are damaged, potentially irreversibly, by hypoxia-ischemia. Alterations in glucose utilization in the affected tissue may be detectable by positron emission tomography (PET) imaging of 2-deoxy-2-(18F)fluoro-&#7429;-glucose ([18F]FDG) uptake. Due to the rapid and variable nature of injury in this animal model, acquisition of both modes of data must be performed simultaneously in order to meaningfully correlate PET and MRI data. In addition, inter-animal variability in the hypoxic-ischemic injury due to vascular differences limits the ability to analyze multi-modal data and observe changes to a group-wise approach if data is not acquired simultaneously in individual subjects. The method presented here allows one to acquire both diffusion-weighted MRI and [18F]FDG uptake data in the same animal before, during, and after the hypoxic challenge in order to interrogate immediate physiological changes.

The method presented here uses simultaneous positron emission tomography and magnetic resonance imaging. In the cerebral hypoxia-ischemia model, dynamic changes in diffusion and glucose metabolism occur during and after injury. The evolving and irreproducible damage in this model necessitates simultaneous acquisition if meaningful multi-modal imaging data are to be acquired.

Gleichzeitige PET / MRT-Bildgebung während Maus zerebrale Hypoxie-Ischämie

Dynamic changes in tissue water diffusion and glucose metabolism occur during and after hypoxia in cerebral hypoxia-ischemia reflecting a bioenergetics ...

Assessment of Cardiac Morphological and Functional Changes in Mouse Model of Transverse Aortic Constriction by Echocardiographic Imaging

Transverse aortic constriction (TAC) in mice has been used as a valuable model to study mechanisms of cardiac hypertrophy and heart failure1. A reliable noninvasive method is essential to assess real-time cardiac morphological and functional changes in animal models of heart disease. Transthoracic echocardiography represents an important tool for noninvasive assessment of cardiac structure and function2. Here we used a high-resolution ultrasound imaging system to monitor myocardial remodeling and heart failure progression over time in a mouse model of TAC. B-mode, M-mode, and Doppler imaging were used to precisely assess cardiac hypertrophy, ventricular dilatation, and functional deterioration in mice following TAC. Color and pulse wave (PW) Doppler imaging was used to noninvasively measure pressure gradient across the aortic constriction created by TAC and to assess transmitral blood flow in mice. Thus transthoracic echocardiographic imaging provides comprehensive noninvasive measurements of cardiac dimensions and function in mouse models of heart disease.

The goal of this protocol is to noninvasively assess cardiac structural and functional changes in a mouse model of heart disease created by transverse aortic constriction, using B- and M-mode echocardiography and color/pulse wave Doppler imaging.

Beurteilung der Herz Morphologische und funktionelle Veränderungen in Maus-Modell der Quer Aortakonstriktion durch Echokardiographie

Transverse aortic constriction (TAC) in mice has been used as a valuable model to study mechanisms of cardiac hypertrophy and heart failure1. A reliable ...

Quantitative Visualization of Leukocyte Infiltrate in a Murine Model of Fulminant Myocarditis by Light Sheet Microscopy

Light-sheet fluorescence microscopy (LSFM), in combination with chemical clearing protocols, has become the gold standard for analyzing fluorescently labelled structures in large biological specimens, and is down to cellular resolution. Meanwhile, the constant refinement of underlying protocols and the enhanced availability of specialized commercial systems enable us to investigate the microstructure of whole mouse organs and even allow for the characterization of cellular behavior in various live-cell imaging approaches. Here, we describe a protocol for the spatial whole-mount visualization and quantification of the CD45+ leukocyte population in inflamed mouse hearts. The method employs a transgenic mouse strain (CD11c.DTR)that has recently been shown to serve as a robust, inducible model for the study of the development of fulminant fatal myocarditis, characterized by lethal cardiac arrhythmias. This protocol includes myocarditis induction, intravital antibody-mediated cell staining, organ preparation, and LSFM with subsequent computer-assisted image post-processing. Although presented as a highly-adapted method for our particular scientific question, the protocol represents the blueprint of an easily adjustable system that can also target completely different fluorescent structures in other organs and even in other species.

Here, we describe a light-sheet microscopy approach to visualize the cardiac CD45+ leukocyte infiltrate in a murine model of aseptic fulminant myocarditis, which is induced by the intratracheal diphtheria toxin treatment of CD11c.DTR mice.

Quantitative Visualisierung von Leukozyten-Infiltrat in einem Murin-Modell der Fulminant-Myokarditis durch Licht-Blatt-Mikroskopie

Light-sheet fluorescence microscopy (LSFM), in combination with chemical clearing protocols, has become the gold standard for analyzing fluorescently ...

Cardiac Magnetic Resonance Imaging at 7 Tesla

CMR at an ultra-high field (magnetic field strength B0&#160;&#8805; 7 Tesla) benefits from the signal-to-noise ratio (SNR) advantage inherent at higher magnetic field strengths and potentially provides improved signal contrast and spatial resolution. While promising results have been achieved, ultra-high field CMR is challenging due to energy deposition constraints and physical phenomena such as transmission field non-uniformities and magnetic field inhomogeneities. In addition, the magneto-hydrodynamic effect renders the synchronization of the data acquisition with the cardiac motion difficult. The challenges are currently addressed by explorations into novel magnetic resonance technology. If all impediments can be overcome, ultra-high field CMR may generate new opportunities for functional CMR, myocardial tissue characterization, microstructure imaging or metabolic imaging. Recognizing this potential, we show that multi-channel radio frequency (RF) coil technology tailored for CMR at 7 Tesla together with higher order B0 shimming and a backup signal for cardiac triggering facilitates high fidelity functional CMR. With the proposed setup, cardiac chamber quantification can be accomplished in examination times similar to those achieved at lower field strengths. To share this experience and to support the dissemination of this expertise, this work describes our setup and protocol tailored for functional CMR at 7 Tesla.

The sensitivity gain inherent to ultrahigh field magnetic resonance holds promise for high spatial resolution imaging of the heart. Here, we describe a protocol customized for functional cardiovascular magnetic resonance (CMR) at 7 Tesla using an advanced multi-channel radio-frequency coil, magnetic field shimming and a triggering concept.

Kardiale Magnetresonanztomographie bei 7 Tesla

CMR at an ultra-high field (magnetic field strength B0&#160;&#8805; 7 Tesla) benefits from the signal-to-noise ratio (SNR) advantage inherent at higher ...

Phase Contrast Magnetic Resonance Imaging in the Rat Common Carotid Artery

Phase contrast magnetic resonance imaging (PC-MRI) is a noninvasive approach that can quantify flow-related parameters such as blood flow. Previous studies have shown that abnormal blood flow may be associated with systemic vascular risk. Thus, PC-MRI can facilitate the translation of data obtained from animal models of cardiovascular diseases to pertinent clinical investigations. In this report, we describe the procedure for measuring blood flow in the common carotid artery (CCA) of rats using cine-gated PC-MRI and discuss relevant analysis methods. This procedure can be performed in a live, anesthetized animal and does not require euthanasia after the procedure. The proposed scanning parameters yield repeatable measurements for blood flow, indicating excellent reproducibility of the results. The PC-MRI procedure described in this article can be used for pharmacological testing, pathophysiological assessment, and cerebral hemodynamics evaluation.

The overall goal of this procedure is to measure the blood flow in the rat common carotid artery by using noninvasive phase contrast magnetic resonance imaging.

Phase Kontrast Magnetresonanz-Bildgebung in der Ratte gemeinsame Halsschlagader

Phase contrast magnetic resonance imaging (PC-MRI) is a noninvasive approach that can quantify flow-related parameters such as blood flow. Previous ...

Quantification of Levator Ani Hiatus Enlargement by Magnetic Resonance Imaging in Males and Females with Pelvic Organ Prolapse

Here we present a protocol to examine the levator ani hiatus in males and females with pelvic organ prolapse, during the Valsalva maneuver and while evacuating acoustic gel, using a horizontally oriented 1.5 T magnetic resonance (MR) scanner. On midsagittal images, the vertical distance of pelvic organs is measured in millimeters relative to the hymen plane (female) and to the lower border of the symphysis pubis (male), preceded by - (above) or + ( below) signs. On axial images, the levator ani area is calculated in square centimeters with a free-hand tracing method from three key images, passing through the midsymphysis (level I), tangential to the lower border of the symphysis (level II), and at the maximal anterior rectal wall bulging (level III). Areas at rest and strained are compared to find evidence of a percentage of increase. The purpose is to provide objective evidence of the maximal extent of pelvic organs descent and hiatus enlargement without the interference of foreign objects or the examiner&#39;s proximity, so as to overcome the limitations of pelvic examination and transperineal sonography (i.e., subjectivity and sex-related limitations [female only]).

Here we present a protocol to standardize the measurement of the levator ani hiatus size&#160;by magnetic resonance imaging. The purpose is to extract biomechanical inferences from image analysis by comparing resting and straining values in patients of both sexes with pelvic prolapse, using consistent anatomical bony landmarks.

Quantifizierung des Levator Ani Pause Erweiterung durch Magnetresonanz-Bildgebung bei Männern und Frauen mit Becken-Orgel Prolaps

Here we present a protocol to examine the levator ani hiatus in males and females with pelvic organ prolapse, during the Valsalva maneuver and while ...