5.3K Views
•
11:13 min
•
May 24th, 2021
DOI :
May 24th, 2021
•0:05
Introduction
0:51
Setup and Animal Preparation
1:49
MRI Scan Calibration and Triggering, Planning and Acquisition
6:05
Offline Reconstruction of the Retrospectively Acquired Scans
7:15
Image Analysis Software
9:21
Results: Quantification of Mouse Heart Left Ventricular Parameters by Cardiovascular Magnetic Resonance Imaging
10:27
Conclusion
Transcript
Detta CMRI-protokoll underlättar icke-invasiv in vivo kvantifiering av mus hjärt funktionella parametrar, inklusive utmatning fraktion, E över A-förhållande, globala longitudinella stam och hemodynamic krafter. Alla funktionella hjärtparametrar kan erhållas från en enda hjärt MRI undersökning och ingen komplex taggning eller täta skanningar behövs för att kvantifiera styrkor eller hemodynamiska krafter. Bevis tyder på att globala longitudinella stam och hemodynamic krafter tidiga diagnostiska markörer för hjärtsvikt.
Börja, placera musen i den bakre positionen på musvaggan. Haka fast musens snedställningar i bitstången på musvaggan och justera noskonen så att den passar ordentligt. Kontrollera visuellt om andningen är stabil, under 100 andetag per minut.
Använd petroleumgel för att sätta in rektaltemperatursonden och tejpa temperatursondens fiberoptiska kabel till musvaggan. Placera andningsballongen på musens nedre buk och säkra den med tejp. Sätt in två EKG-elektrodnål subkutatiskt i bröstkorgen i forepawernas höjd och tejpa försiktigt fast dem för att förhindra rörelse.
Placera radiofrekvensen eller RF-spolen över musen och anslut spolekablarna. Placera sedan vaggan i magnethålet. Kontrollera slutligen om EKG-signalen fortfarande är stabil.
Justera EKG- och andningspåväxtparametrarna inom EKG- och andningssignalövervakningsprogrammet så att triggerpunkter genereras vid R-topparna när signalen blir grön endast under den plana delen av andningssignalen. Om du vill minimera EKG-gatingfel ställer du in en blankningsperiod på 10 till 15 millisekunder som är kortare än R-R-intervallet och fortsätter att uppdatera detta under hela sessionen. Baserat på den första spanaren, utför en gated single frame gradient eko scout scan med fem skivor i tre ortogonala riktningar.
För detta ändamål placerar du staplarna med segment på hjärtats ungefärliga plats. Utför en gated single för en scoutsökning med flera segment och kort axel. För detta ändamål använder du den tidigare gradient eko scout för att placera fyra till fem segment i en mitten vänster ventrikulär position, vinkelrätt mot hjärtats långa axel för att hitta en första uppskattning av de korta axelvyerna.
Kontrollera sedan om segmenten är vinkelräta mot lång axel i sagittalvyn. För efterföljande skanningar justerar du antalet hjärtramar eller ändramar så att produkten av ändramar och upprepningstid är cirka 60 till 70% av R-R-intervallet. Utför en gated single slice gradient ekoskanning för att generera den långa axeln 2-kammarsscout.
För detta ändamål använder du den korta axeln och den första gradient ekoscoutskanningarna för att placera ett segment vinkelrätt mot den korta axelvyn och löper parallellt med anslutningspunkterna mellan vänster och höger ventrikel. Flytta den här segmentet till mitten av vänster kammare och kontrollera koronalbilden av gradient eko scout om skivan är i linje med den vänstra ventrikulära långa axeln så att den placeras genom toppen. Eller bilda en annan gated single slice gradient ekoskanning för att generera 4-kammars scout scan.
För detta ändamål placerar du en skiva vinkelrätt mot 2-kamrarnas spanare skannar och justerar till mitten av den långa axeln så att skivan går genom mitralventilen och toppen. I de korta axelvyerna justerar du skivan så att den placeras parallellt med den bakre och främre ventrikulära väggen och mellan de två papillärmusklerna. Kontrollera om skivan förblir i mitten av ventrikeln under hela hjärtcykeln.
För en systolisk funktion utför mätningar en gated sekventiell multi-slice, kort axel gradient ekoskanning. För detta ändamål, placera en mitt ventrikulär skiva vinkelrätt mot den vänstra ventrikulära långa axeln i 2-kammaren och 4-kammarens vyer i mitten av hjärtat och öka antalet skivor för att täcka hjärtat från bas till topp. För följande retroaktivt gated skanningar, stäng av alla potentiella hjärt- och andningsg gating funktioner.
Notera hjärt- och andningsfrekvensen före och efter varje efterhand gated scan och använd dessa värden för rekonstruktionsändamål senare. Utför tre sekventiella enstaka segment i efterhand gated gradient eko skanningar i kort axel för kvantifiering av E'A'ratio och 2-kammare och 4-kammare vyer, som är nödvändiga för kvantifiering av hjärtinfarkt stam och hemodynamic kraft värden. Om 2-kammarens och 4-kammarscoutorienteringarna är suboptimala, anpassa orienteringarna innan du utför 2-kammarens och 4-kammarskanningarna.
Slutligen utför du en efterhand gated, en enda segment gradient eko skanning i en 3-kammarvy. För detta ändamål, placera en skiva vinkelrätt mot den mellersta ventrikulära korta axelvyn och vrid skivan 45 grader för att passera från den främre väggen till papillärmuskeln närmast den bakre väggen. Inspektera den basala korta axelskivan för att se om segmentet passerar genom mitral- och aortaventilen.
Inspektera den långa axeln 4-kammarvy för att avgöra om segmentet går igenom toppen. Öppna rekonstruktionsprogramvaran retrospektiv och ladda rådata filen motsvarande den efterhand gated MRI skanning. Inspektera den råa navigatorsignalen och observera att de högre signaltopparna representerar andningsfrekvensen och de lägre signaltopparna representerar hjärtfrekvensen.
Kontrollera dessutom om den automatiskt detekterade pulsen motsvarar 10% av de observerade värdena under varje skanning. Om inte, justera dessa värden manuellt eftersom automatisk identifiering misslyckades. Tryck på Filter för att utföra navigatoranalysen, som skiljer hjärtnavigatorn från andningsnavigatören.
Ange antalet CINE-ramar till 32 och tryck på sortera k-space. Välj lämpliga inställningar för en komprimerad avkänningsrealisering och tryckrekonstruera. När rekonstruktionen är klar förhandsgranska cine-filmen för att utvärdera rekonstruktionen.
Exportera DICOM-bilder för ytterligare analys med Export DCM. För en volymetrisk bedömning av den vänstra ventrikeln väljer du flera segment kort axel skanningsbilder och laddar in den i plugin för volymetriska mätningar. Använd konturverktygen för att segmentera endomyocardialkanterna i de endsystoliska och enddiastoliska ramarna.
För diastoliska mätningar, välj den mellersta ventrikulära korta axeln CINE-bilder och ladda dessa i plugin för volymetriska mätningar. Använd konturverktygen för att segmentera endokardramen för alla bildrutor. Jämför segmenteringen av närliggande ramar samt de genererade volymtidskurvorna för att säkerställa smidiga övergångar av segmenteringen under hela hjärtcykeln.
Lägg märke till de distinkta E- och A-fyllningsfaserna. Exportera de vänstra ventrikulära endomyocardialvolymerna och motsvarande tidsstämplar och läs in värdena i det specialbyggda skriptet som tillhandahålls i det kompletterande materialet för att beräkna E'A-förhållandet. För stam- och hemodynamiska kraftberäkningar väljer du CINE-bilderna med 2 kammare, 3 kammare och 4 kammare och laddar dem i plugin-programmet för volymetriska mätningar.
Använd konturverktygen för att segmentera endokardramen för alla bildrutor i alla tre orienteringarna. Jämför segmenteringen av närliggande ramar för att säkerställa smidiga övergångar av segmenteringen under hela hjärtcykeln. När konturerna har ritats i plugin för volymetriska mätningar, kör plugin för stam och hemodynamisk kraftanalys.
Tilldela var och en av de förvärvade datauppsättningarna till motsvarande etiketter för vyer med 2 kammare, 3 kammare och 4 kammare och utför belastningsanalysen. För hemodynamisk kraftanalys, rita diametern på mitralventilen vid den end-diastoliska ramen i alla tre riktningarna och rita aortens diameter i bilden med 3 kammares lång axel. Representativa rekonstruktioner med hög bildhastighet av retroaktivt gated skanningar med hjälp av en specialbyggd efterbehandlingsprogramvara visas.
Från de resulterande bilderna fastställdes volym tid kurvor under hjärt cykeln samt motsvarande första derivat kurvor för beräkning av systoliska respektive diastolic funktion parametrar. Två-, tre- och fyrkanalsvy CINE bilder analyserades med hjälp av bild analys programvara för att bestämma endokardiell global longitudinell stam eller GLS förändringar över hjärt cykeln och motsvarande GLS värden som ett mått för hjärtinfarkt stam. För varje djur är det också möjligt att producera en hemodynamisk krafttidsprofil, som följer ett konsekvent mönster av positiva och negativa toppar som representerar den hemodynamiska kraftens storlek och riktning under hjärtcykeln.
Beskrivande resultat av alla utfallsparametrar sammanfattades. Det är viktigt att EKG- och andningssignalövervakningsprogrammet konsekvent upptäcker R-topparna. Annars är utlösandet suboptimalt, vilket kan öka skanningstiden och sänka bildkvaliteten.
För optimal kvalitet på hjärterna i bilder är det viktigt att hitta den bästa kompromissen mellan total bildtid, antal hjärtramar och graden av regularisering under återuppbyggnaden.
Denna studie beskriver en omfattande kardiovaskulär magnetic resonance imaging (CMR) protokoll för att kvantifiera de vänstra ventrikulära funktionella parametrarna i mus hjärtat. Protokollet beskriver förvärv, efterbehandling och analys av CMR-bilderna samt bedömning av olika hjärtfunktionella parametrar.
Explore More Videos
ABOUT JoVE
Copyright © 2024 MyJoVE Corporation. All rights reserved