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
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이 작품은 사역의 과학 및 기술, 대만, MOST-105-2314-B-039-044-MY2의 부여 번호 아래에서 교부 금에 의해 지원 되었다.

기관 관리 및 사용 위원회 (IACUC) 중국 의과대학의 모든 절차를 승인 했다.
1. 동물 준비 및 모니터링
<ol><li>MRI 스캔 동물 준비를 시작 하기 전에 스캐너 룸 밖에 서 지갑, 키, 신용 카드, 등 모든 자석으로 감염 개체를 둡니다.</li>
	<li>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.</li>
	<li>동물 휴식 때 꼬리 또는 발가락 핀치에 대 한 응답이 전시, ISO 관리를 중단 하 고 검사 실에 동물을 전송.</li>
	<li>MRI 침대 머리 처음 발생 하기 쉬운 위치에 쥐를 놓고 마 취를 유지 하기 위한 코 콘 장치를 통해 2-3 %ISO 제공 합니다.</li>
	<li>동물의 몸통 아래 호흡기 베개 센서를 배치 하 여 호흡을 모니터링 합니다.</li>
	<li>호흡기와 분당 (bpm) 40-50 비트 사이의 호흡 속도를 확인 하는 센서를 연결 합니다.</li>
	<li>PC-MRI 취득 시 네 문이 한 전극에 오른쪽 forepaw 놓고 왼쪽된 뒷 발, 각각 (그림 1a).</li>
	<li>심전도 (ECG) 케이블을 함께 트위스트.</li>
	<li>귀 바와 물린 바 머리 홀더를 사용 하 여 머리의 움직임을 제한 하는 동물을 확보.</li>
	<li>온난 한 공기 난방 시스템 또는 거 즈 패드를 사용 하 여 자석에 체온을 유지 하기 위해.</li>
	<li>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.</li>
</ol>2. MRI 수집
<ol><li>2-3 %ISO 사용 하 여 전체 이미징 절차 동안 마 취를 유지. 생리 적인 응답을 지속적으로 모니터 하 고 유지 가능한 일정.</li>
	<li>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.</li>
	<li>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.</li>
	<li>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.</li>
	<li>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.</li>
	<li>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.</li>
	<li>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.</li>
	<li>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.</li>
	<li>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.</li>
	<li>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.</li>
	<li>영역이 있는 경우 관심 (ROI)의 4분기와 같은, CCA의 다른 위치로 변경 이미지 수집의 2.6-2.9 단계를 반복 합니다.</li>
	<li>스캐너에서 동물을 제거 하 고 검사가 완료 되 면 복구 케이지를 반환.</li>
	<li>체온을 유지 하기 위해 난방 램프와 동물을 따뜻한. 과열을 방지 하기 위해 동물에서 램프 최소 15 cm를 유지.</li>
	<li>동물 이동 시작 하 고 꼬리 또는 발가락 핀치에 대 한 응답을 전시 하는 때, 난방 램프 해제.</li>
</ol>3입니다. 데이터 처리
<ol><li>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.</li>
	<li>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.</li>
	<li>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.</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>

공개는 아무 상관이 있다.

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?...

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.

<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

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.

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</s...

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Phase Contrast Magnetic Resonance Imaging in the Rat Common Carotid Artery

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.

쥐 일반적인 경 동맥에 단계 대조 자기 공명 영상

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

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Research

JoVE Journal

Medicine

9.4K 조회수.  Chang Gung Memorial Hospital. 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.

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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.

쥐 중간 대뇌 동맥의 폐색의 Endovascular 봉합사에 의해 초점 대뇌 국소 빈혈 모델

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 ...

연구

신경과학

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.

Intraluminal 중간 대뇌 동맥 폐색의 쥐 뇌졸중 모델에서 뇌 관류 모니터링에 최적화 된 시스템

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

의학

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.

과 양전자 방출 단층 촬영을 이용하여 비 침습적 영상 및 뇌허혈의 분석 생활 쥐<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.

쥐 자궁 경부 척수에 확산 이미징

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.

마우스 대뇌 저산소증 - 허혈 동안 동시 PET / MRI 영상

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.

영구적인 뇌 허 혈에서 뇌졸중 발병 시간 추정에 대 한 자기 공명 화상 진 찰 프로토콜

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>죽상동맥경화증의 내피 투과성 및 기능 장애에 대한 정량적 MRI

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.

죽상동맥경화증에서 내피 투과성 및 (Dys)기능에 대한 정량적 MRI

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

생체공학

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.

제 2 철 염화 유도 개 경 동맥 혈전 증: 혈관 손상의 큰 동물 모델

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

심장 자기 공명 영상

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

쥐 일반적인 경 동맥에 단계 대조 자기 공명 영상

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쥐 중간 대뇌 동맥의 폐색의 Endovascular 봉합사에 의해 초점 대뇌 국소 빈혈 모델

Intraluminal 중간 대뇌 동맥 폐색의 쥐 뇌졸중 모델에서 뇌 관류 모니터링에 최적화 된 시스템

과 양전자 방출 단층 촬영을 이용하여 비 침습적 영상 및 뇌허혈의 분석 생활 쥐

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죽상동맥경화증에서 내피 투과성 및 (Dys)기능에 대한 정량적 MRI

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