Name: phase contrast magnetic resonance imaging in the rat common carotid artery
Uploaded: 2018-09-05T15:30:00.000+00:00
Duration: 7 min 2 s
Description: Watch this Scientific Journal Video about Phase Contrast Magnetic Resonance Imaging in the Rat Common Carotid Artery at JoVE.com

עבודה זו נתמכה על ידי מענקים של משרד המדע, הטכנולוגיה, טייוואן, תחת גרנט מספר MOST-105-2314-B-039-044-MY2.

טיפול מוסדי שימוש ועדות (IACUC) של האוניברסיטה לרפואה סין אישרה בכל ההליכים.
1. בעלי חיים הכנה ומעקב אחר
<ol><li>יוצאים כל האובייקטים דיסקות רגישים כגון ארנקים, מפתחות, כרטיס אשראי וכו ' מחוץ לחדר סורק לפני התחלת חיים הכנה סריקות MRI.</li>
	<li>בתחילה עזים ומתנגד העכברוש (חולדה ספראג-Dawley (SD) זכר בן חודש 2, 280 – 350 גר') בתיבת אינדוקציה בעזרת תערובת של 5% איזופלוריין (ISO) וחמצן (2 ל'/דקה) למשך 3-5 דקות, לפי הצורך.</li>
	<li>כאשר החיה היא שכיבה ומוצגים אין תגובה קמצוץ הזנב או הבוהן, להפסיק את ניהול ISO ולהעביר את החיה לחדר סריקה.</li>
	<li>למקם את החולדה במיטה MRI במצב שכיבה ראשה, ולספק 2-3% ISO באמצעות מכשיר קונוס האף לשמירה על הרדמה.</li>
	<li>לפקח על הנשימה על ידי הצבת חיישן נשימה הכרית תחת טורסו של החיה.</li>
	<li>להתחבר החיישן מערכת הנשימה ואבדוק את קצב הנשימה בין 40-50 פעימות לדקה (bpm).</li>
	<li>עבור רכישת מחשב-MRI ממותגת cine, במקום אחד אלקטרודה על forepaw נכון ואת כף האחוריות שמאלה, בהתאמה (איור 1 א').</li>
	<li>סובב את כבלי אלקטרוקרדיוגרם (א) ביחד.</li>
	<li>השתמש בעל ראש עם האוזן ובר ביס כדי לאבטח את החיה כדי להגביל את תנועת הראש.</li>
	<li>השתמש של אוויר חם מערכת או גזה כריות חימום לשמירה על טמפרטורת הגוף בזמן המגנט.</li>
	<li>להבטיח כי R-הגל ברור על המסך אק ג (איור 1b), ולמקם את החיה הסורק. יש צורך למקם את הגליל משטח על צווארו של בעל החיים כמו תמונות נרכשים על ידי הסליל נפח.</li>
</ol>2. רכישת אר. איי
<ol><li>להשתמש 2-3% ISO כדי לשמור על הרדמה במהלך כל תהליך ההדמיה. ברציפות לפקח על תגובות פיזיולוגיות ולשמור כמו קבוע ככל האפשר.</li>
	<li>להתחיל את סריקות MRI לאחר החיה ממוקם בתוך הסורק, ממשיך להיות יציב מבחינה פיזיולוגית. במחקר זה, להשתמש 7 T חיה קטנה מערכת MRI עם כוח הדרגתי של mT 630/m, אך אחרים עוצמות השדה של מערכות MRI בעלי חיים קטנים יכול לשמש.</li>
	<li>בחר את הרצף "מאתר" מהצג המסוף של הסורק MRI ולרכוש תמונות הצופים לאורך כל שלוש אוריינטציות באמצעות כל רצף רכישת תמונות מהירה, למשל, את ההד סחרור מהיר, כדי ליצור הילתית, מפוח, ותמונות הסאגיטלי . המטרה של אלה הצופים תמונות היא לקבוע את המטוסים הדמיה.</li>
	<li>ודא כי המרכז של הראש והצוואר של החיה במרכז של המגנט. במידת הצורך, התאם העמדה של בעל החיים עד המיקום הנכון. אם החיה תמוקם מחדש, חזור על סריקה כדי לקבל תמונות הצופים.</li>
	<li>בחר את הרצף "זמן-של-טיסה (TOF) אלקטרומיוגרפיה" מהצג המסוף של הסורק MRI ולרכוש אנגיוגרפיה TOF 2D קודם לברר את מיקום אנטומי מדויק המרכז לאמנות עכשווית. השתמש בפרמטרים הבאים סריקה: חזרה בזמן (TR) / אקו זמן (TE) = 22/4.87 ms, זווית הפוך = 90°, שדה ראייה (FOV) = 40 × 40 מ מ2, גודל מטריצה = 256 × 256, פרוסה בעובי 0.6 מ"מ, עם המספר של עירור (NEX) = 1. הערה: השם של רצף תוף יכול להיות ספציפית ואנדאר. המשתמש יכול להוסיף פרמטרים אלה שהצג מסוף.</li>
	<li>ודא כי הלהקה רוויה היא פעילה מושם על החלק העליון כדי למנוע הפרעה של אותות ורידים. הערה: עבור הלהקה רוויה, זה בדרך כלל מגיע עם הרצף TOF. אם הלהקה רוויה לא מוצג על המסך, הינכם מתבקשים להודיע לאדם שירות.</li>
	<li>לאחר איתור של המרכז לאמנות עכשווית באמצעות את האנגיוגרפיה תוף, למקד את המטוס תמונה של PC-אר. איי כדי למרכז המרכז לאמנות עכשווית, אוריינט כך הפרוסה ניצב לכיוון זרימת הדם (איור 2 א).</li>
	<li>ודא הנשימה והן אק ג gating הם מחוברים למערכת MRI, מציג את האות ברור על צג המחשב (איור 1b), להגדיר את המודול המפעיל להיות "ב-" ב "מפעיל מצב" מהצג המסוף של סורק MRI.</li>
	<li>לאשר תגובות פיזיולוגיות של בעל החיים יציבים לפני ביצוע הסריקה PC-MRI מהמחשב ניטור (איור 1b). ודא בחירות חסימה "על" צג המחשב והן את צג המסוף של סורק MRI. הערה: הפיזיולוגיה ניטור המערכת השתמשו במחקר זה מסופק על ידי ואנדאר. עבור סורקים ביותר בבעלי חיים, מערכות ניטור פיזיולוגיה דומות הן שסופקו ספציפית ואנדאר.</li>
	<li>בחר את הרצף של PC-MRI רצף מהצג המסוף של הסורק MRI ולבצע סריקות PC-MRI מגודרת באמצעות הפרמטרים הבאים: ms TR/TE=15.55/4.51 (מינימום TR ו- TE), פליפ זווית = 30 מעלות, FOV = 40 × 40 מ מ2, גודל מטריצה = 192 × 192, פרוסה עובי 2 מ מ, מהירות קידוד (VENC) = = 120 ס"מ/s, עם NEX = 8. VENC חד כיווני נרכשת בכיוון באמצעות מטוס. הערה: הזמן הסריקה הוא כ 8.5 דקות, אך הפעם סריקה בפועל עשוי להיות שונה במקצת בקרב חיות עקב וריאציית במחזורים הלב.</li>
	<li>חזור על שלבים 2.6 – 2.9 רכישת התמונה אם ישונו למיקום אחר במרכז המרכז לאמנות עכשווית, כגון נגע הסתעפות 4האזור של הריבית (ROI).</li>
	<li>הסר את החיה של הסורק, להחזיר אותה בכלוב התאוששות השלמת הסריקה.</li>
	<li>חממו את החיה עם מנורת חימום לשמירה על טמפרטורת הגוף. שמור את המנורה לפחות 15 ס"מ מן החיה כדי למנוע התחממות יתר.</li>
	<li>כאשר החיה מתחיל לזוז ומוצגים בתגובה קמצוץ הזנב או הבוהן, כבה את המנורה חימום.</li>
</ol>3. עיבוד נתונים
<ol><li>לשמור נתוני MRI הדמיה דיגיטלית ותקשורת בתבנית של הרפואה (DICOM) או כל פורמט ספציפי ואנדאר אחר. ליצור cine הסידרה עם שני סוגים של תמונות: תמונת מגניטודה (אנטומיה תמונה) ותמונה שלב (איור 2b). הערה: סורקים מסוימים, הסוג השלישי של התמונה, אשר יכול להיות תמונת שלב בסולם ריכטר × תמונה או המתחם-ההבדל (חיסור מורכבים בין שתי הרכישות עם מעברי צבע קידוד מהירות שונה), זה שנוצר. התמונה השלישית היא תלוית הספק.</li>
	<li>לעבד מראש את נתוני התמונה. סמויה השלב תמונה אל המפה מהירות ולתקן שגיאות היסט ה-שלב 5. הערה: תמונת שלב יש יחידת מר שרירותי של עוצמת האות במקום בערכים של מהירות אמיתית, אבל עוצמת האות של מר הוא באופן ליניארי יחסי למהירות. האות MRI המרבי מהתמונה שלב בדרך כלל שהוקצתה כערך של VENC, האות המינימלי מוקצה הערך ההפוך של VENC. ראה קובץ קוד משלים 1 לקבלת דוגמה של קובץ ה-script Matlab ולחץ על הכפתור של "לרוץ".</li>
	<li>ניסחו את רועי בקפידה ע י איתור לגבולות המרכז לאמנות עכשווית. כמו העורק עשוי להתרחב ולבנות במהלך השלבים השונים הלב, ניסחו ROIs לכל מסגרת זמן. לחשב את זרימת הדם על ידי שילוב מעל עורק רועי, קרי, מהירות × באזור. זרימת הדם הביא של כל עורק היה ביחידות של גרם/s. ראה קובץ קוד משלים 2 לקבלת דוגמה של קובץ ה-script Matlab ולחץ על הכפתור של "לרוץ".</li>
</ol>

<ol>
	<li>Zakszewski, E., Schmit, B., Kurpad, S., Budde, M. D. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Diffusion+imaging+in+the+rat+cervical+spinal+cord.">Diffusion imaging in the rat cervical spinal cord.</a> J Vis Exp. (98), (2015).</li><li>Wise, R. G., Al-Shafei, A. I., Carpenter, T. A., Hall, L. D., Huang, C. L. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Simultaneous+measurement+of+blood+and+myocardial+velocity+in+the+rat+heart+by+phase+contrast+MRI+using+sparse+q-space+sampling.">Simultaneous measurement of blood and myocardial velocity in the rat heart by phase contrast MRI using sparse q-space sampling.</a> J Magn Reson Imaging. 22 (5), 614-627 (2005).</li><li>Skardal, K., Espe, E. K., Zhang, L., Aronsen, J. M., Sjaastad, I. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Three-Directional+Evaluation+of+Mitral+Flow+in+the+Rat+Heart+by+Phase-Contrast+Cardiovascular+Magnetic+Resonance.">Three-Directional Evaluation of Mitral Flow in the Rat Heart by Phase-Contrast Cardiovascular Magnetic Resonance.</a> PLoS One. 11 (3), e0150536 (2016).</li><li>Peng, S. L., 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=Phase-contrast+magnetic+resonance+imaging+for+the+evaluation+of+wall+shear+stress+in+the+common+carotid+artery+of+a+spontaneously+hypertensive+rat+model+at+7T:+Location-specific+change,+regional+distribution+along+the+vascular+circumference,+and+reproducibility+analysis.">Phase-contrast magnetic resonance imaging for the evaluation of wall shear stress in the common carotid artery of a spontaneously hypertensive rat model at 7T: Location-specific change, regional distribution along the vascular circumference, and reproducibility analysis.</a> Magn Reson Imaging. 34 (5), 624-631 (2016).</li><li>Yu, H. Y., Peng, H. H., Wang, J. L., Wen, C. Y., Tseng, W. Y. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Quantification+of+the+pulse+wave+velocity+of+the+descending+aorta+using+axial+velocity+profiles+from+phase-contrast+magnetic+resonance+imaging.">Quantification of the pulse wave velocity of the descending aorta using axial velocity profiles from phase-contrast magnetic resonance imaging.</a> Magn Reson Med. 56 (4), 876-883 (2006).</li><li>Peng, S. L., 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=Optimization+of+phase-contrast+MRI+for+the+quantification+of+whole-brain+cerebral+blood+flow.">Optimization of phase-contrast MRI for the quantification of whole-brain cerebral blood flow.</a> J Magn Reson Imaging. 42 (4), 1126-1133 (2015).</li><li>Peng, S. L., Shih, C. T., Huang, C. W., Chiu, S. C., Shen, W. C. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Optimized+analysis+of+blood+flow+and+wall+shear+stress+in+the+common+carotid+artery+of+rat+model+by+phase-contrast+MRI.">Optimized analysis of blood flow and wall shear stress in the common carotid artery of rat model by phase-contrast MRI.</a> Sci Rep. 7 (1), 5253 (2017).</li><li>Bozgeyik, Z., Berilgen, S., Ozdemir, H., Tekatas, A., Ogur, E. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Evaluation+of+the+effects+of+sildenafil+citrate+(viagra)+on+vertebral+artery+blood+flow+in+patients+with+vertebro-basilar+insufficiency.">Evaluation of the effects of sildenafil citrate (viagra) on vertebral artery blood flow in patients with vertebro-basilar insufficiency.</a> Korean J Radiol. 9 (6), 477-480 (2008).</li><li>Swampillai, J., Rakebrandt, F., Morris, K., Jones, C. J., Fraser, A. G. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Acute+effects+of+caffeine+and+tobacco+on+arterial+function+and+wave+travel.">Acute effects of caffeine and tobacco on arterial function and wave travel.</a> Eur J Clin Invest. 36 (12), 844-849 (2006).</li><li>Neff, K. W., Horn, P., Schmiedek, P., Duber, C., Dinter, D. J. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=2D+cine+phase-contrast+MRI+for+volume+flow+evaluation+of+the+brain-supplying+circulation+in+moyamoya+disease.">2D cine phase-contrast MRI for volume flow evaluation of the brain-supplying circulation in moyamoya disease.</a> AJR Am J Roentgenol. 187 (1), W107-W115 (2006).</li><li>Stalder, A. F., 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=Quantitative+2D+and+3D+phase+contrast+MRI:+optimized+analysis+of+blood+flow+and+vessel+wall+parameters.">Quantitative 2D and 3D phase contrast MRI: optimized analysis of blood flow and vessel wall parameters.</a> Magn Reson Med. 60 (5), 1218-1231 (2008).</li><li>Dall'Armellina, E., 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=Improved+method+for+quantification+of+regional+cardiac+function+in+mice+using+phase-contrast+MRI.">Improved method for quantification of regional cardiac function in mice using phase-contrast MRI.</a> Magn Reson Med. 67 (2), 541-551 (2012).</li><li>Peng, S. L., Ravi, H., Sheng, M., Thomas, B. P., Lu, H. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Searching+for+a+truly+&amp;#34;iso-metabolic&amp;#34;+gas+challenge+in+physiological+MRI.">Searching for a truly &amp;#34;iso-metabolic&amp;#34; gas challenge in physiological MRI.</a> J Cereb Blood Flow Metab. 37 (2), 715-725 (2017).</li><li>Liu, P., 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=Quantitative+assessment+of+global+cerebral+metabolic+rate+of+oxygen+(CMRO2)+in+neonates+using+MRI.">Quantitative assessment of global cerebral metabolic rate of oxygen (CMRO2) in neonates using MRI.</a> NMR Biomed. 27 (3), 332-340 (2014).</li><li>Xu, F., Ge, Y., Lu, H. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Noninvasive+quantification+of+whole-brain+cerebral+metabolic+rate+of+oxygen+(CMRO2)+by+MRI.">Noninvasive quantification of whole-brain cerebral metabolic rate of oxygen (CMRO2) by MRI.</a> Magn Reson Med. 62 (1), 141-148 (2009).</li><li>Lotz, J., Meier, C., Leppert, A., Galanski, M. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Cardiovascular+flow+measurement+with+phase-contrast+MR+imaging:+basic+facts+and+implementation.">Cardiovascular flow measurement with phase-contrast MR imaging: basic facts and implementation.</a> Radiographics. 22 (3), 651-671 (2002).</li><li>Pelc, N. J., Herfkens, R. J., Shimakawa, A., Enzmann, D. R. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Phase+contrast+cine+magnetic+resonance+imaging.">Phase contrast cine magnetic resonance imaging.</a> Magn Reson Q. 7 (4), 229-254 (1991).</li><li>Kim, D., 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=Accelerated+phase-contrast+cine+MRI+using+k-t+SPARSE-SENSE.">Accelerated phase-contrast cine MRI using k-t SPARSE-SENSE.</a> Magn Reson Med. 67 (4), 1054-1064 (2012).</li><li>Valvano, G., 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=Accelerating+4D+flow+MRI+by+exploiting+low-rank+matrix+structure+and+hadamard+sparsity.">Accelerating 4D flow MRI by exploiting low-rank matrix structure and hadamard sparsity.</a> Magn Reson Med. 78 (4), 1330-1341 (2017).</li></ol>

. אין מה לגלות.

PC-MRI היא גישה מקיפה עבור הערכות לא פולשנית האורך של זרימת הדם. אנו מציגים פרוטוקול לביצוע PC-MRI של העכברוש המרכז לאמנות עכשווית. הליך זה הוא קל לביצוע של כל חיה סורק MRI ומדגים הפארמצבטית טוב.
הטכניקה PC-MRI צבר הפופולריות הגוברת האנושי 10,11 , כמו גם מח...

דימות תהודה מגנטית (MRI) היא גישה צדדי מספק מידע מפורט על מבנה גופם הפנימי, פיזיולוגיה, והוא הולך וגובר לקבלת אבחון קליני, במחקרים בעלי חיים פרה. מודלים בעלי חיים הכרחיים עבור הבנה טובה יותר של המשמעות הקלינית ניכר 1. כמו מודלים שונים במידה ניכרת מבני דרישות הרדמה, פיסיולוגיים, אופטימיזציה של נהלים MRI לבעלי כל כך ההנחה היא חשיבות.
שלב ניגודיות MRI (PC-MRI) הוא סוג מיוחד של MRI העושה את המהירות של ספינים זורם לכמת הקשורות זרימת פרמטרים כגון זרימת הדם. עם PC-MRI, מיפוי תבניות זרימה של העורקים הגדולים באמצעות מודלים בעלי חיים יכול לעזור לשפוך אור על פתולוגיות של הלב וכלי הדם 2. יתר על כן, PC-MRI לא-פולשנית לנטר מסעה הגלום בזרימת הדם תנאים הקשורים pathophysiological 3. מקרים אלה מצביעים על כי PC-MRI היא גישה רב ערך זה ניתן להשתמש במודלים חייתיים של מחלות לב וכלי דם האדם.
בדו ח זה, אנו מתארים שיטה כימות של זרימת הדם בעורק נפוצות (המרכז לאמנות עכשווית) של חולדות. שני CCAs לספק את הראש והצוואר דם מחומצן, המחלה העורק הגורם העיקרי לשבץ. לכן, מזהה את הפתולוגיה מוקדם המרכז לאמנות עכשווית הוא מרכזי. הליך זה יש משך של 15 דקות, יכול להיות מיושם באופן פוטנציאלי לתנאים עם ספיקת הדם שינויים, כגון טרשת עורקים או שבץ מוחי.

<table><tbody><tr><td>7T small animal MRI system</td><td>Bruker</td><td></td><td></td></tr><tr><td>Isoflurane&amp;nbsp;</td><td>Baxter</td><td>1001936040</td><td>anesthetic</td></tr><tr><td>ECG lead&amp;nbsp;</td><td>3M</td><td>2269T</td><td></td></tr><tr><td>Matlab</td><td>MathWorks</td><td></td><td>sofeware for image processing</td></tr><tr><td>Monitoring and gating system</td><td>SA instruments, Inc</td><td>Model 1030</td><td></td></tr></tbody></table>

phase contrast magnetic resonance imaging in the rat common carotid artery

דימות תהודה מגנטית של שלב ניגודיות (PC-MRI) היא גישה לא פולשנית אשר יכולים לכמת הקשורות זרימת פרמטרים כגון זרימת הדם. מחקרים קודמים הראו כי זרימת דם לא תקין עשוי להיות קשורה לסיכון כלי דם מערכתית. לפיכך, PC-MRI יכול להקל על התרגום של נתונים המתקבלים מודלים חייתיים של מחלות לב וכלי דם לחקירות הרלוונטית קלינית. בדו ח זה, אנו מתארים את ההליך למדידת זרימת הדם בעורק נפוצות (המרכז לאמנות עכשווית) של חולדות באמצעות PC-MRI ממותגת cine ולדון שיטות ניתוח רלוונטית. הליך זה ניתן לבצע גם חיה חיים, מרדימים, לא דורשת המתת חסד לאחר ההליך. הפרמטרים סריקה המוצע תשואות הדיר מידות עבור זרימת הדם, המציין הפארמצבטית מעולה של התוצאות. ההליך PC-MRI המתוארות במאמר זה יכול לשמש עבור בדיקות תרופתי, הקשורים pathophysiological, מדידה והערכה ספיקת הדם המוחית.

גאומטריה פרוסה הנכון הוא מרכזי להבטחת ההצלחה של הניסוי PC-MRI. מיקום המטוס תמונה מדויקת מניב צורה עורק "עגול" (איור 3 א), והופכת אפוזיציה גודלת, דהיינו, כאשר הוא פחות בניצב העורק, הגיאומטריה המתקבלת עורק אובאלית, המוביל אל חלקי נפח גדול אפקטים (?...

Watch this Scientific Journal Video about Phase Contrast Magnetic Resonance Imaging in the Rat Common Carotid Artery at JoVE.com

Phase Contrast Magnetic Resonance Imaging in the Rat Common Carotid Artery

המטרה הכוללת של הליך זה הוא למדוד את זרימת הדם בעורק החולדה נפוצים באמצעות דימות תהודה מגנטית של ניגודיות שלב לא פולשנית.

שלב ניגודיות תהודה מגנטית בעורק החולדה נפוצים

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

phase-contrast-magnetic-resonance-imaging-rat-common-carotid

Research

JoVE Journal

Medicine

9.4K Views.  Chang Gung Memorial Hospital. המטרה הכוללת של הליך זה הוא למדוד את זרימת הדם בעורק החולדה נפוצים באמצעות דימות תהודה מגנטית של ניגודיות שלב לא פולשנית.

Video: Phase Contrast Magnetic Resonance Imaging in the Rat Common Carotid Artery

Focal Cerebral Ischemia Model by Endovascular Suture Occlusion of the Middle Cerebral Artery in the Rat

Stroke is the leading cause of disability and the third leading cause of death in adults worldwide1. In human stroke, there exists a highly variable clinical state; in the development of animal models of focal ischemia, however, achieving reproducibility of experimentally induced infarct volume is essential. The rat is a widely used animal model for stroke due to its relatively low animal husbandry costs and to the similarity of its cranial circulation to that of humans2,3. In humans, the middle cerebral artery (MCA) is most commonly affected in stroke syndromes and multiple methods of MCA occlusion (MCAO) have been described to mimic this clinical syndrome in animal models. Because recanalization commonly occurs following an acute stroke in the human, reperfusion after a period of occlusion has been included in many of these models. In this video, we demonstrate the transient endovascular suture MCAO model in the spontaneously hypertensive rat (SHR). A filament with a silicon tip coating is placed intraluminally at the MCA origin for 60 minutes, followed by reperfusion. Note that the optimal occlusion period may vary in other rat strains, such as Wistar or Sprague-Dawley. Several behavioral indicators of stroke in the rat are shown. Focal ischemia is confirmed using T2-weighted magnetic resonance images and by staining brain sections with 2,3,5-triphenyltetrazolium chloride (TTC) 24 hours after MCAO.

Surgical induction of ischemic brain damage in the rat is a widely used model for stroke research. Here we demonstrate the induction of focal cerebral ischemia by occlusion of the middle cerebral artery. Visualization of the resulting infarct by histological staining and magnetic resonance imaging is also shown.

דגם מרחק איסכמיה מוחית על ידי ספיגה תפר Endovascular של עורק המוח התיכון עכברוש

Stroke is the leading cause of disability and the third leading cause of death in adults worldwide1. In human stroke, there exists a highly variable ...

Neuroscience

Optimized System for Cerebral Perfusion Monitoring in the Rat Stroke Model of Intraluminal Middle Cerebral Artery Occlusion

The translational potential of pre-clinical stroke research depends on the accuracy of experimental modeling. Cerebral perfusion monitoring in animal models of acute ischemic stroke allows to confirm successful arterial occlusion and exclude subarachnoid hemorrhage. Cerebral perfusion monitoring can also be used to study intracranial collateral circulation, which is emerging as a powerful determinant of stroke outcome and a possible therapeutic target. Despite a recognized role of Laser Doppler perfusion monitoring as part of the current guidelines for experimental cerebral ischemia, a number of technical difficulties exist that limit its widespread use. One of the major issues is obtaining a secure and prolonged attachment of a deep-penetration Laser Doppler probe to the animal skull. In this video, we show our optimized system for cerebral perfusion monitoring during transient middle cerebral artery occlusion by intraluminal filament in the rat. We developed in-house a simple method to obtain a custom made holder for twin-fibre (deep-penetration) Laser Doppler probes, which allow multi-site monitoring if needed. A continuous and prolonged monitoring of cerebral perfusion could easily be obtained over the intact skull.

Cerebral perfusion monitoring has been demonstrated to improve accuracy in ischemic stroke models. Technical difficulties often limit the use of this essential tool for cerebrovascular research. In this video, an optimized system is shown to obtain a single or multi-site hemodynamic monitoring during intraluminal middle cerebral artery occlusion in rats.

מערכת אופטימלית לניטור זלוף מוחות במודל שבץ העכברוש של חסימת עורק מוח האמצעית intraluminal

The translational potential of pre-clinical stroke research depends on the accuracy of experimental modeling. Cerebral perfusion monitoring in animal ...

Non-invasive Imaging and Analysis of Cerebral Ischemia in Living Rats Using Positron Emission Tomography with 18F-FDG

Stroke is the third leading cause of death among Americans 65 years of age or older1. The quality of life for patients who suffer from a stroke fails to return to normal in a large majority of patients2, which is mainly due to current lack of clinical treatment for acute stroke. This necessitates understanding the physiological effects of cerebral ischemia on brain tissue over time and is a major area of active research. Towards this end, experimental progress has been made using rats as a preclinical model for stroke, particularly, using non-invasive methods such as 18F-fluorodeoxyglucose (FDG) coupled with Positron Emission Tomography (PET) imaging3,10,17. Here we present a strategy for inducing cerebral ischemia in rats by middle cerebral artery occlusion (MCAO) that mimics focal cerebral ischemia in humans, and imaging its effects over 24 hr using FDG-PET coupled with X-ray computed tomography (CT) with an Albira PET-CT instrument. A VOI template atlas was subsequently fused to the cerebral rat data to enable a unbiased analysis of the brain and its sub-regions4. In addition, a method for 3D visualization of the FDG-PET-CT time course is presented. In summary, we present a detailed protocol for initiating, quantifying, and visualizing an induced ischemic stroke event in a living Sprague-Dawley rat in three dimensions using FDG-PET.

Non-invasive Imaging and Analysis of Cerebral Ischemia in Living Rats Using Positron Emission Tomography with 18F-FDG

Brain damage resulting from cerebral ischemia may be non-invasively imaged and studied in rats using pre-clinical positron emission tomography coupled with the injectable radioactive probe, 18F-fluorodeoxyglucose. Further, the use of modern software tools that include volume of interest (VOI) brain templates dramatically increase the quantitative information gleaned from these studies.

הדמיה לא פולשנית וניתוח של מוחין איסכמיה בחולדות Living שימוש Positron פליטת טומוגרפיה עם<sup&gt; 18</sup&gt; F-FDG

Stroke is the third leading cause of death among Americans 65 years of age or older1. The quality of life for patients who suffer from a stroke fails to ...

Diffusion Imaging in the Rat Cervical Spinal Cord

Magnetic resonance imaging (MRI) is the state of the art approach for assessing the status of the spinal cord noninvasively, and can be used as a diagnostic and prognostic tool in cases of disease or injury. Diffusion weighted imaging (DWI), is sensitive to the thermal motion of water molecules and allows for inferences of tissue microstructure. This report describes a protocol to acquire and analyze DWI of the rat cervical spinal cord on a small-bore animal system. It demonstrates an imaging setup for the live anesthetized animal and recommends a DWI acquisition protocol for high-quality imaging, which includes stabilization of the cord and control of respiratory motion. Measurements with diffusion weighting along different directions and magnitudes (b-values) are used. Finally, several mathematical models of the resulting signal are used to derive maps of the diffusion processes within the spinal cord tissue that provide insight into the normal cord and can be used to monitor injury or disease processes noninvasively.

The goal of this protocol is to obtain high-quality diffusion weighted magnetic resonance imaging (DWI) of the rat spinal cord for noninvasive characterization of tissue microstructure. This protocol describes optimizations of the MRI sequence, radiofrequency coil, and analysis methods to enable DWI images free from artifacts.

ההדמיה דיפוזיה בחוט השדרה עכברוש צוואר הרחם

Magnetic resonance imaging (MRI) is the state of the art approach for assessing the status of the spinal cord noninvasively, and can be used as a ...

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.

ההדמיה PET / MRI בו זמנית בעכבר מוחין היפוקסיה-איסכמיה

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

A Magnetic Resonance Imaging Protocol for Stroke Onset Time Estimation in Permanent Cerebral Ischemia

MRI provides a sensitive and specific imaging tool to detect acute ischemic stroke by means of a reduced diffusion coefficient of brain water. In a rat model of ischemic stroke, differences in quantitative T1 and T2 MRI relaxation times (qT1 and qT2) between the ischemic lesion (delineated by low diffusion) and the contralateral non-ischemic hemisphere increase with time from stroke onset. The time dependency of MRI relaxation time differences is heuristically described by a linear function and thus provides a simple estimate of stroke onset time. Additionally, the volumes of abnormal qT1 and qT2 within the ischemic lesion increase linearly with time providing a complementary method for stroke timing. A (semi)automated computer routine based on the quantified diffusion coefficient is presented to delineate acute ischemic stroke tissue in rat ischemia. This routine also determines hemispheric differences in qT1 and qT2 relaxation times and the location and volume of abnormal qT1 and qT2 voxels within the lesion. Uncertainties associated with onset time estimates of qT1 and qT2 MRI data vary from &plusmn; 25 min to &plusmn; 47 min for the first 5 hours of stroke. The most accurate onset time estimates can be obtained by quantifying the volume of overlapping abnormal qT1 and qT2 lesion volumes, termed 'Voverlap' (&plusmn; 25 min) or by quantifying hemispheric differences in qT2 relaxation times only (&plusmn; 28 min). Overall, qT2 derived parameters outperform those from qT1. The current MRI protocol is tested in the hyperacute phase of a permanent focal ischemia model, which may not be applicable to transient focal brain ischemia.

A protocol for stroke onset time estimation in a rat model of stroke exploiting quantitative magnetic resonance imaging (qMRI) parameters is described. The procedure exploits diffusion MRI for delineation of the acute stroke lesion and quantitative T1 and T2 (qT1 and qT2) relaxation times for timing of stroke.

עבור קו תחילת זמן להערכת ב קבע קליפתית פרוטוקול הדמיית תהודה מגנטית

MRI provides a sensitive and specific imaging tool to detect acute ischemic stroke by means of a reduced diffusion coefficient of brain water. In a rat ...

Quantitative MRI of Endothelial Permeability and (Dys)function in Atherosclerosis

Cardiovascular diseases are the leading causes of death worldwide. A permeable/leaky and dysfunctional endothelium is considered the earliest marker of vascular damage and thought to drive atherosclerosis. A method to identify these changes in vivo would be desirable in the clinic. Magnetic resonance imaging (MRI)-based tools and other technologies have enabled a profound understanding of the role of the endothelium in cardiovascular diseases and risk in vivo. There is, however, a need for reproducible and simple approaches for extracting quantifiable data reflective of endothelial damage from a single imaging study. A non-invasive, easy-to-implement, and quantitative MRI workflow was developed to acquire and analyze images that allow the quantification of two imaging biomarkers of arterial endothelial damage (leakiness/permeability and dysfunction). Here, the protocol describes the application of this method in the brachiocephalic artery of atherosclerotic ApoE-/- mice using a clinical MRI scanner. First, late gadolinium enhancement (LGE) and Modified Look-Locker Inversion Recovery (MOLLI) T1 mapping protocols to quantify endothelial leakage using an albumin-binding probe are described. Second, anatomic, and quantitative blood flow sequences to measure endothelial dysfunction, in response to acetylcholine are described. Importantly, the method outlined here allows the acquisition of high-spatial-resolution 3D images with large volumetric coverage enabling accurate segmentation of vessel wall structures to improve inter- and intra-observer variability and to increase reliability and reproducibility. Additionally, it provides quantitative data without the need for high-temporal resolution for complex kinetic modeling, making it model-independent and even allowing for imaging of highly mobile vessels (coronary arteries). Therefore, the approach simplifies and expedites data analysis. Finally, this method can be implemented on different scanners, can be extended to image different arterial beds, and is clinically applicable for use in humans. This method could be used to diagnose and treat patients with atherosclerosis by adopting a precision-medicine approach.

<meta charset="utf8"></head><body>MRI כמותי של חדירות אנדותל ותפקוד לקוי בטרשת עורקים

We have developed an accurate, non-invasive, and easy-to-use method to quantify endothelial permeability and dysfunction in the arteries using Magnetic Resonance Imaging (MRI), named qMETRIC. This technique enables assessing vascular damage and cardiovascular risk associated with atherosclerosis in preclinical models and humans.

MRI כמותי של חדירות אנדותל ותפקוד (לקוי) בטרשת עורקים

Cardiovascular diseases are the leading causes of death worldwide. A permeable/leaky and dysfunctional endothelium is considered the earliest marker of ...

Bioengineering

Ferric Chloride-induced Canine Carotid Artery Thrombosis: A Large Animal Model of Vascular Injury

Occlusive arterial thrombosis leading to cerebral ischemic stroke and myocardial infarction contributes to ~13 million deaths every year globally. Here, we have translated a vascular injury model from a small animal into a large animal (canine), with slight modifications that can be used for pre-clinical screening of prophylactic and thrombolytic agents. In addition to the surgical methods, the modified protocol describes the step-by-step methods to assess carotid artery canalization by angiography, detailed instructions to process both the brain and carotid artery for histological analysis to verify carotid canalization and cerebral hemorrhage, and specific parameters to complete an assessment of downstream thromboembolic events by utilizing magnetic resonance imaging (MRI). In addition, specific procedural changes from the previously well-established small animal model necessary to translate into a large animal (canine) vascular injury are discussed.

Here, we present the modifications necessary to a well characterized and commonly used small animal ferric chloride-induced (FeCl3) carotid artery injury model for use in a large animal vascular injury model. The resulting model can be utilized for pre-clinical trial assessment of both prophylactic and thrombolytic pharmacological and mechanical interventions.

פקקת הברזל ותחמוצת כלוריד-induced הכלבי העורק הראשי: דגם בעל חיים גדול של פגיעה בכלי הדם

Occlusive arterial thrombosis leading to cerebral ischemic stroke and myocardial infarction contributes to ~13 million deaths every year globally. Here, ...

Cardiac Magnetic Resonance Imaging

Source: Frederick W. Damen and <a href="https://www.jove.com/author/Craig+J._Goergen">Craig J. Goergen</a>, Weldon School of Biomedical Engineering, Purdue University, West Lafayette, Indiana
In this video, high field, small-bore magnetic resonance imaging (MRI) with physiological monitoring is demonstrated to acquire gated cine loops of the murine cardiovascular system. This procedure provides a basis for assessing left-ventricular function, visualizing vascular networks, and quantifying motion of organs due to respiration. Comparable small animal cardiovascular imaging modalities include high-frequency ultrasound and micro-computed tomography (CT); however, each modality is associated with trade-offs that should be considered. While ultrasound does provide high spatial and temporal resolution, imaging artifacts are common. For example, dense tissue (i.e., the sternum and ribs) can limit imaging penetration depth, and hyperechoic signal at the interface between gas and liquid (i.e., pleura surrounding the lungs) can blur contrast in nearby tissue. Micro-CT in contrast does not suffer from as many in-plane artifacts, but does have lower temporal resolution and limited soft-tissue contrast. Furthermore, micro-CT uses X-ray radiation and often requires the use of contrast agents to visualize vasculature, both of which are known to cause side effects at high doses including radiation damage&#160; and renal injury. Cardiovascular MRI provides a nice compromise between these techniques by negating the need for ionizing radiation and providing the user with the ability to image without contrast agents (although contrast agents are often used for MRI).
This data was acquired with a triggering Fast Low Angle SHot (FLASH) MRI sequence that was gated off of the R-peaks in the cardiac cycle and expiratory plateaus in respiration. These physiological events were monitored through subcutaneous electrodes and a pressure-sensitive pillow that was secured against the abdomen. To ensure the mouse was properly warmed, a rectal temperature probe was inserted and used to control the output of a MRI-safe heating fan. Once the animal was inserted into the bore of the MRI scanner and navigation sequences were run to confirm positioning, the gated FLASH imaging planes were prescribed and data acquired. Overall, high field MRI is a powerful research tool that can provide soft tissue contrast for the study of small animal disease models.

Cardiac MRI: Principle and Imaging

הדמיית תהודה מגנטית לבבית

Source: Frederick W. Damen and Craig J. Goergen, Weldon School of Biomedical Engineering, Purdue University, West Lafayette, Indiana
In this video, high ...

שלב ניגודיות תהודה מגנטית בעורק החולדה נפוצים

Summary

Explore More Videos

Chapters in this video

דגם מרחק איסכמיה מוחית על ידי ספיגה תפר Endovascular של עורק המוח התיכון עכברוש

מערכת אופטימלית לניטור זלוף מוחות במודל שבץ העכברוש של חסימת עורק מוח האמצעית intraluminal

הדמיה לא פולשנית וניתוח של מוחין איסכמיה בחולדות Living שימוש Positron פליטת טומוגרפיה עם

ההדמיה דיפוזיה בחוט השדרה עכברוש צוואר הרחם

ההדמיה PET / MRI בו זמנית בעכבר מוחין היפוקסיה-איסכמיה

עבור קו תחילת זמן להערכת ב קבע קליפתית פרוטוקול הדמיית תהודה מגנטית

MRI כמותי של חדירות אנדותל ותפקוד (לקוי) בטרשת עורקים

MRI כמותי של חדירות אנדותל ותפקוד (לקוי) בטרשת עורקים

פקקת הברזל ותחמוצת כלוריד-induced הכלבי העורק הראשי: דגם בעל חיים גדול של פגיעה בכלי הדם

הדמיית תהודה מגנטית לבבית