쥐 일반적인 경 동맥에 단계 대조 자기 공명 영상

요약

이 절차의 전반적인 목표 비 침 투 적인 단계 대조 자기 공명 이미징 사용 하 여 쥐 일반적인 경 동맥에서 혈액의 흐름을 측정 하는 것입니다.

초록

단계 대조 자기 공명 영상 (PC-MRI)은 혈액의 흐름 등 흐름 관련 매개 변수를 계량 수 비 침 투 적인 접근 이다. 이전 연구 결과 비정상적인 혈 조직의 혈관 위험과 관련 될 수 있습니다 나타났습니다. 따라서, PC-MRI 용이 하 게 하는 적절 한 임상 조사에 심혈 관 질환의 동물 모델에서 얻은 데이터를 변환 하는 수 있습니다. 이 보고서에서 우리는 쥐 씨 네 문이 PC-MRI를 사용 하 여 일반적인 경 동맥 (CCA)에 혈액의 흐름을 측정 하기 위한 절차를 설명 하 고 관련 분석 방법을 토론. 이 절차는 라이브, 마 취 동물에 수행할 수 있습니다 그리고 절차 후 안락사를 필요 하지 않습니다. 제안 된 검색 매개 변수는 결과의 우수한 재현성을 나타내는 혈액 흐름에 대 한 반복 측정 산출 한다. 이 문서에 설명 된 PC MRI 절차 약리 시험, 병 태 생리 평가 및 대뇌 hemodynamics 평가 대 한 사용할 수 있습니다.

서문

자기 공명 영상 (MRI)는 내부 신체 구조와 생리에 자세한 정보를 제공 하 고 임상 진단 및 전 임상 동물 연구에서 점점 사용 되 고는 다양 한 접근 이다. 동물 모델은 상당한 임상 의미 ¹의 더 나은 이해를 위해 중요 한. 동물 모델 마 취 요구 및 생리 적 매개 변수는 인간에서 상당히 다, 이러한 동물에 대 한 mri 검사 절차의 최적화 중요성을 가정 합니다.

단계 대조 MRI (PC-MRI) 혈 같은 흐름 관련 매개 변수를 척도를 흐르는 회전 속도 사용 하는 MRI의 특수 유형입니다. PC-MRI, 동물 모델을 사용 하 여 주요 동맥의 흐름 패턴 매핑 도울 수 있다 심장 혈관 병 리 ²에. 또한, PC-MRI 비 접촉 혈 병 태 생리 조건 ³에 내재 된 교대를 모니터링할 수 있습니다. 이러한 관측 제안 PC MRI 인간의 심장 혈관 질환의 동물 모델에서 사용할 수 있는 귀중 한 접근.

이 보고서에서 우리는 쥐의 일반적인 경 동맥 (CCA)에 혈액 흐름의 정량화 하는 방법을 설명합니다. 두 CCAs 머리와 목 산 소화 된 혈액을 공급 하 고 경 동맥 질환은 뇌졸중의 주요 원인. 따라서, CCA에 초기 병 리를 검색은. 이 절차는 약 15 분의 기간 그리고 hemodynamics 변경, 이러한 동맥 경화 나 뇌졸중으로 조건에 잠재적으로 적용 될 수 있습니다.

프로토콜

기관 관리 및 사용 위원회 (IACUC) 중국 의과대학의 모든 절차를 승인 했다.

1. 동물 준비 및 모니터링

1. MRI 스캔 동물 준비를 시작 하기 전에 스캐너 룸 밖에 서 지갑, 키, 신용 카드, 등 모든 자석으로 감염 개체를 둡니다.
2. 처음 3-5 분, 필요에 따라 5 %isoflurane (ISO)와 산소 (2 L/min)의 혼합물을 사용 하 여 유도 상자에 쥐 (2 개월 남성 Sprague-Dawley (SD) 쥐, 280-350 g) anesthetize.
3. 동물 휴식 때 꼬리 또는 발가락 핀치에 대 한 응답이 전시, ISO 관리를 중단 하 고 검사 실에 동물을 전송.
4. MRI 침대 머리 처음 발생 하기 쉬운 위치에 쥐를 놓고 마 취를 유지 하기 위한 코 콘 장치를 통해 2-3 %ISO 제공 합니다.
5. 동물의 몸통 아래 호흡기 베개 센서를 배치 하 여 호흡을 모니터링 합니다.
6. 호흡기와 분당 (bpm) 40-50 비트 사이의 호흡 속도를 확인 하는 센서를 연결 합니다.
7. PC-MRI 취득 시 네 문이 한 전극에 오른쪽 forepaw 놓고 왼쪽된 뒷 발, 각각 (그림 1a).
8. 심전도 (ECG) 케이블을 함께 트위스트.
9. 귀 바와 물린 바 머리 홀더를 사용 하 여 머리의 움직임을 제한 하는 동물을 확보.
10. 온난 한 공기 난방 시스템 또는 거 즈 패드를 사용 하 여 자석에 체온을 유지 하기 위해.
11. R-파 (그림 1b), 심전도 모니터에 분명 하다 고 동물 스캐너에 놓습니다. 이미지 볼륨 코일에 의해 얻어지지 동물의 목 위에 표면 코일을 배치할 필요가 있다.

2. MRI 수집

1. 2-3 %ISO 사용 하 여 전체 이미징 절차 동안 마 취를 유지. 생리 적인 응답을 지속적으로 모니터 하 고 유지 가능한 일정.
2. 일단 동물 스캐너 안에 배치 되 고 생리 적으로 안정 되 고 MRI 검사를 시작 합니다. 이 연구에서 630 mT/m, 그라데이션 강도 7 T 작은 동물 MRI 시스템을 사용 하지만 작은 동물 MRI 시스템의 다른 분야 힘을 사용할 수 있습니다.
3. MRI 스캐너의 콘솔 모니터에서 "지역화" 시퀀스를 선택 하 고 사용 하 여 빠른 이미지 수집 시퀀스, 예를 들면, 빠른 회전 급강하 에코 코로나, 축, 모든 3 개의 방향에 따라 스카우트 이미지 및 화살 이미지 획득 . 이들의 목적은 정찰 이미지 이미징 비행기를 결정 하는 것입니다.
4. 동물의 머리와 목의 센터는 자석의 중앙에 있는지 확인 합니다. 필요한 경우, 올바른 위치에이 때까지 동물의 위치를 조정 합니다. 동물의 위치를 변경 하는 경우 반복 스카우트 이미지를 검색 합니다.
5. MRI 스캐너의 콘솔 모니터에서 "시간의 비행 (TOF) 혈관 촬영" 시퀀스를 선택 하 고 먼저는 CCA의 정확한 해 부 위치를 확인 하는 2D TOF 혈관 촬영을 취득. 다음과 같은 검색 매개 변수를 사용 하 여: 반복 시간 (TR) / 시간 (TE) 에코 = 22/4.87 석사, 플립 각도 90 °, 시야 (FOV) = = 40 × 40 m m², 매트릭스 크기 = 256 × 256, 슬라이스 두께 0.6 m m, 여기 (NEX)의 수 = 1.
   참고: TOF 시퀀스의 이름 벤더 특정 수 있습니다. 사용자 콘솔 모니터에서 이러한 매개 변수를 삽입할 수 있습니다.
6. 채도 밴드 "에", 정 신호 간섭을 피하기 위해 상단에 배치 됩니다 확인 하십시오.
   참고: 채도 밴드에 대 한 그것은 일반적으로 온다 TOF 시퀀스. 채도 밴드 모니터에 표시 되지 않으면 서비스 사람 주시기 바랍니다.
7. TOF 혈관 촬영을 사용 하 여 CCA를 찾는 후 CCA의 센터에 PC MRI의 이미지 평면을 대상 하 고는 슬라이스는 혈액의 흐름 (그림 2a)의 방향에 수직 방향.
8. 호흡 및 ECG 게이팅 모니터 컴퓨터 (그림 1b)에 명확한 신호를 보여주는 MRI 시스템에 연결 된 고 MRI 스캐너의 콘솔 모니터에서 "에" "트리거 모드" 에서 되도록 트리거 모듈 설정을 확인 하십시오.
9. 동물의 생리 적인 응답은 안정적인 모니터링 컴퓨터 (그림 1b)에서 PC-MRI 스캔을 시작 하기 전에 확인 합니다. "에" 모니터 컴퓨터와 MRI 스캐너의 콘솔 모니터 제어 선택 확인 합니다.
   참고:이 연구에서 사용 되는 시스템을 모니터링 하는 생리는 벤더에 의해 제공 됩니다. 대부분 동물 스캐너에 대 한 유사한 생리 모니터링 시스템 제공 및 벤더 특정 있습니다.
10. MRI 스캐너의 콘솔 모니터에서 PC-MRI 시퀀스의 순서를 선택 하 고 다음 매개 변수를 사용 하 여 문이 PC MRI 스캔을 수행: TR/TE=15.55/4.51 ms (최소 TR과 TE), 대칭 이동 각도 30 °, FOV = = 40 × 40 m m², 매트릭스 크기 = 192 × 192, 슬라이스 두께 2 m m, (: VENC) 인코딩 속도 = = 120 c m/s, NEX = 8. 단방향: VENC 통해-평면 방향으로 취득 된다.
    참고: 스캔 시간이 약 8.5 분, 하지만 실제 검색 시간 심장 주기 변화 때문 동물 중에서 약간 다를 수 있습니다.
11. 영역이 있는 경우 관심 (ROI)의 ⁴분기와 같은, CCA의 다른 위치로 변경 이미지 수집의 2.6-2.9 단계를 반복 합니다.
12. 스캐너에서 동물을 제거 하 고 검사가 완료 되 면 복구 케이지를 반환.
13. 체온을 유지 하기 위해 난방 램프와 동물을 따뜻한. 과열을 방지 하기 위해 동물에서 램프 최소 15 cm를 유지.
14. 동물 이동 시작 하 고 꼬리 또는 발가락 핀치에 대 한 응답을 전시 하는 때, 난방 램프 해제.

3입니다. 데이터 처리

1. 디지털 이미징 및 통신 의학 (DICOM) 형식이 나 다른 벤더 전용 형식 MRI 데이터를 저장 합니다. 두 가지 유형의 이미지 생성 시 네: 크기 이미지 (해부학 이미지) 및 위상 이미지 (그림 2b).
   참고: 일부 스캐너 크기 이미지 × 단계 이미지 또는 복잡 한 차이 (다른 속도-인코딩 그라디언트는 두 인수 간의 복잡 한 빼기) 수, 이미지의 세 번째 유형을 생성 됩니다. 세 번째 이미지는 공급 업체에 따라 다릅니다.
2. 사전 이미지 데이터를 처리 합니다. 은밀한 위상 속도 지도에 이미지 하 고 위상 오프셋 오류 ⁵을 수정 합니다.
   참고: 단계 이미지 신호 강도의 진정한 속도 값 대신 임의의 미스터 단위 하지만 MR 신호 강도 선형 속도에 비례 이다. 단계 이미지에서 최대 MRI 신호는 일반적으로: VENC의 값으로 할당 하 고 최소 신호: VENC의 반대 값이 할당 됩니다. 추가 코드 파일 1 Matlab 스크립트의 예를 참조 하십시오 하 고"실행버튼을 누릅니다.
3. CCA의 경계를 추적 하 여 신중 하 게 투자 수익을 나타냅니다. 동맥 팽창 수 있습니다 다양 한 심장 단계 구성으로 각 시간 프레임에 대 한 ROIs를 나타냅니다. 투자 수익, 즉, 속도 × 지역 동맥에 통합 하 여 혈액의 흐름을 계산 합니다. 각 동맥의 결과 혈 mL/s의 단위에서 이었다. 추가 코드 파일 2 Matlab 스크립트의 예를 참조 하십시오 하 고"실행버튼을 누릅니다.

결과

올바른 슬라이스 기하학은 PC MRI 실험의 성공을 보장에 대 한. 정확한 이미지 평면 위치 "라운드" 동맥 모양 (그림 3a), 및 angulation 증가, 즉, 그것은 동맥에 보다 적게 수직 결과 동맥 형상 ovoid, 더 큰 부분 볼륨에 지도 된다 효과 (그림 3b)입니다. 심각한 부분 볼륨 효과 혈액 흐름 ^6,7

토론

PC-MRI 혈액 흐름의 비 침범 성 및 경도 평가 대 한 포괄적인 접근 이다. 선물이 쥐 CCA의 PC-MRI를 수행 하기 위한 프로토콜. 이 절차 어떤 동물 MRI 스캐너에에서 수행 쉽습니다 그리고 좋은 재현성을 보여줍니다.

PC-MRI 기술을 인간 ^10,11 동물 연구 ^4,12에 있는 증가 인기를 얻고 있다. 이러한 연?...

자료

Name	Company	Catalog Number	Comments
7T small animal MRI system	Bruker
Isoflurane	Baxter	1001936040	anesthetic
ECG lead	3M	2269T
Matlab	MathWorks		sofeware for image processing
Monitoring and gating system	SA instruments, Inc	Model 1030