增强对比的心脏磁共振（CMR）成像可对心血管疾病的小动物模型进行完整的心脏体内评估。本文详细介绍了在大鼠中使用小动物Lock-Locker反转恢复（SALLI）方法进行CMR成像、重建和分析的操作步骤。
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本文内容
摘要
摘要
小动物磁共振成像是一种研究心脏功能及心肌组织变化的重要工具。由于小动物心率较高（每分钟200至600次），既往限制了心脏磁共振（CMR）成像的应用。小动物Look-Locker反转恢复（SALLI）是一种针对小动物的T1 mapping序列，可克服这一问题1。T1图可提供有关组织改变和对比剂动力学的定量信息。此外，还可检测弥漫性心肌病变，如间质性纤维化或水肿1-6。更重要的是，通过单次采集的图像数据，还可通过生成电影序列图像及反转恢复预准备的延迟钆增强型MR图像，来评估心脏功能和心肌瘢痕1。
本视频逐步展示了进行小型动物心脏磁共振成像（CMR）的操作流程。此处以健康的Sprague-Dawley大鼠为例进行演示，但该方法自然可推广至多种心脏疾病的小型动物模型。
引言
心肌炎是急性心力衰竭、猝死以及慢性扩张型心肌病的主要病因7。心脏磁共振成像（CMR）已被确立为评估心脏功能和进行体内组织分析的金标准技术。新型成像技术的发展以及成像质量的提升，不仅有望提高心肌炎的诊断准确性，还有助于病理生理学研究，并加速治疗靶点的发现8-10。小动物成像技术是心血管疾病研究的重要工具。临床上常规使用的CMR技术，例如延迟钆增强（LGE），由于小动物心率较高，难以直接应用于小动物CMR；但已有相关研究实现11。小动物Look-Locker反转恢复（SALLI）方法可生成多模态图像数据集，从而实现对心脏功能和形态的全面评估（图1和图3）。本文详细展示了采用典型SALLI方案进行小动物成像的操作流程与实验设置，特别是T1成像数据集的重建与分析方法。
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方案
1. 准备
1.1. 大鼠麻醉
- 将大鼠放入预先充满异氟烷（根据容器大小，约5%浓度3分钟）的麻醉室中，以麻醉大鼠。
- 麻醉后，取出大鼠并称重。
- 将大鼠的鼻部置于麻醉面罩中（异氟烷2-3%与氧气1 L/min混合），以维持麻醉状态。在异氟烷麻醉期间，大鼠的心率会下降至300-340 bpm（小鼠为380-420 bpm）。
1.2. 插入尾静脉套管针
- 用温水（38 °C）和肥皂清洗大鼠的尾巴，以使血管更易于观察。
- 在尾巴侧面清晰可见的任一静脉处进行插管。使用 22–24 G 静脉导管，从距离尾尖约三分之一处开始尝试。
- 如果初次尝试未成功，可向近端更靠近的位置再次尝试。
- 采集血样用于红细胞压积分析（用于计算细胞外容积分数 = ECV）。
- 使用皮肤胶和胶带固定静脉导管。
1.3. 电极的放置
- 使用酒精浸湿的棉签或肥皂水清洁所有足垫。
- 需要四个电极，每个足部一个。
- 将电极贴附在足垫中部，并用胶带固定。
- 将心电图导线相互缠绕或编成辫状，以尽量减少形成回路，避免对心电图信号造成干扰。
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结果
本文展示了健康 Sprague Dawley 大鼠的实验结果。通过此前描述的完善动物准备方案，可获得稳定的心电图（ECG）信号。类似于人类心脏 MRI 检查方案，我们首先进行扫描定位以确定心脏位置。若大鼠在线圈中的位置正确，则继续采集二腔心视图和四腔心视图，以确定 SALLI 层面组的几何结构。
SALLI 技术可同时生成三种类型的图像。首先是电影图像，可用于评估左心室（LV）的局部及整体功能。通过心脏磁共振（CMR）软件包可测量的 LV 参数包括收缩末期和舒张末期容积、射血分数以及心肌质量。第二种图像是具有不同标称反转时间（TI）的多组反转恢复（IR）图像，可从中选择正常心肌信号抑制效果最佳的图像。这有助于最大限度地增强局灶性心肌纤维化/瘢痕区域的信号，满足延迟强化（LGE）成像的需要。第三种是生成的 T1 图谱。在健康心肌区域，T1 图谱应显示均匀的弛豫时间，如图所示。 图3 （代表性T1图）在注射钆喷酸葡胺前，心肌的T1值短于左心室腔内血液的T1值。注射对比剂后的最初几分钟内，血液的T1值缩短程度大于心肌。尽管来自健康动物的数据显示整个心肌区.......
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讨论
本文介绍一种在小动物中生成多模态（电影磁共振、反转恢复和T1图）磁共振图像的方法。小动物研究在心血管疾病研究中正发挥着日益重要的作用，而心脏磁共振（CMR）是一种强大的工具，使我们能够研究心肌的功能、结构和组织成分。然而，由于小动物心率高且心脏体积小，小动物CMR面临诸多独特挑战。改进的成像方法，包括更高效利用时间的技术，将在该技术的发展中进一步发挥重要作用。
动物初始设置是本方案的关键部分。这不仅关系到能否获得最佳图像，还关系到动物在通常较长的检查过程中（包括重建在内的完整方案约需2小时）能否保持稳定。由于图像采集需依赖心电图（ECG）门控，若心电导联接触不良或ECG导线形成环路产生干扰，可能导致扫描时间延长或序列失败。因心率过高或心律失常导致ECG信号质量差，是小动物心脏磁共振（CMR）面临的主要挑战之一。此外，必须严格控制体温和麻醉状态，以获得准确且可重复的测量结果，并使动物能够耐受长时间的检查。与标准的人类CMR检查类似，首先定位心脏，随后进行两次长轴电影扫描，为后续执行短轴SALLI图像（T1图）提供依据。根据具体应用的不同，SALLI图像的采集方案有多种变体：1）单次.......
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披露
所有动物实验均遵循《实验动物护理与使用指南》的规定，并经当地动物护理管理机构批准。无利益冲突声明。
材料
| 姓名 | 公司 | 目录编号 | 评论 |
|---|---|---|---|
| 胶带（Silkafix） | Lohmann und Rauscher | 34327 | |
| 钆喷酸葡胺（Magnevist） | Bayer | G-00012163 | 2 mmol/kg |
| Introcan Safety-W（G24） | B. Braun | 4254503-01 | |
| 红色圆点新生儿监护电极（带预接导线） | 3M | 2269T | |
| 皮肤粘合剂（Histoacryl） | B. Braun | 1050052 | |
| 电子秤（型号 440） | Kern | 95088 | |
| 皮肤消毒剂（Softasept N） | B. Braun Petzold | 360250 | |
| 温度计 | LumaSense Technologies | Luxtron 812 |
参考文献
- Messroghli, D. R., Nordmeyer, S., Buehrer, M., et al. Small animal Look-Locker inversion recovery (SALLI) for simultaneous generation of cardiac T1 maps and cine and inversion recovery-prepared images at high heart rates: initial experience. Radiology. 261 (1), 258-2565 (2011).
- Messroghli, D. R., Nordmeyer, S., Dietrich, T., et al.....
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