Fase kontrast magnetisk resonans i rotte fælles halspulsåren
Summary
Det overordnede mål med denne procedure er at måle blodgennemstrømningen i rotte fælles halspulsåren ved hjælp af noninvasive fase kontrast magnetisk resonans.
Abstract
Fase kontrast magnetisk resonans imaging (PC-Mr) er en noninvasiv tilgang, der kan kvantificere flow-relaterede parametre såsom blodgennemstrømning. Tidligere undersøgelser har vist, at unormal blodgennemstrømning kan være forbundet med systemisk vaskulær risiko. Således kan PC-Mr lette oversættelsen af data indhentet fra dyremodeller for hjerte-kar-sygdomme til relevante kliniske undersøgelser. I denne betænkning, vi beskrive proceduren for måling af blodgennemstrømningen i den fælles halspulsåren (CCA) af rotter benytter cine-gated PC-MRI og diskutere relevante analysemetoder. Denne procedure kan udføres i et levende, bedøvede dyr og kræver ikke aktiv dødshjælp efter indgrebet. De foreslåede scanningsparametre udbytte gentagelig målinger for blodgennemstrømning, der angiver fremragende reproducerbarhed af resultaterne. PC-Mr fremgangsmà ¥ den i denne artikel kan bruges til farmakologisk testning, patofysiologiske vurdering og cerebral Hæmodynamik evaluering.
Introduction
Magnetisk resonans imaging (MR) er en alsidig tilgang, der giver detaljerede oplysninger om indre organ strukturer og fysiologi, og er i stigende grad anvendes til klinisk diagnose og i prækliniske dyreforsøg. Dyremodeller er afgørende for forståelsen af betydelige kliniske implikation 1. Som dyremodeller afviger betydeligt fra mennesker med hensyn til anæstesi krav og fysiologiske parametre, antager optimering af Mr procedurer for sådanne dyr betydning.
Fase kontrast MRI (PC-MRI) er en specialiseret type af MRI, som bruger hastigheden af strømmende spins til at kvantificere flow-relaterede parametre såsom blodgennemstrømning. Med PC-MRI, kan kortlægning flow mønstre i de store arterier, ved hjælp af dyremodeller hjælpe kaste lys på hjerte-kar-sygdomme 2. Derudover kan PC-Mr ikke-invasivt overvåge de iboende vekslen i blodgennemstrømningen i patofysiologiske forhold 3. Disse observationer tyder på, at PC-Mr er en værdifuld fremgangsmåde, der kan bruges i dyremodeller for humane hjerte-kar-sygdomme.
I denne betænkning beskriver vi en metode til kvantificering af blodgennemstrømningen i den fælles halspulsåren (CCA) af rotter. De to CCAs levere hoved og hals med iltet blod, og halspulsåren sygdom er en væsentlig årsag til slagtilfælde. Derfor afsløre tidlige patologi i CCA er afgørende. Denne procedure har en varighed på ca. 15 min. og potentielt kan anvendes til tilstande med Hæmodynamik ændringer, sådan åreforkalkning eller slagtilfælde.
Protocol
Representative Results
Discussion
PC-Mr er en omfattende strategi for non-invasiv og langsgående vurdering af blodgennemstrømningen. Vi præsenterer en protokol til at udføre PC-MRI af rotte CCA. Denne procedure er let at udføre i ethvert dyr MR scanner og viser god reproducerbarhed.
PC-Mr-teknik har opnået stigende popularitet i menneskelige 10,11 samt dyreforsøg 4,12. Blandt disse undersøgelser, result…
Divulgations
The authors have nothing to disclose.
Acknowledgements
Dette arbejde blev støttet af tilskud fra ministeriet for videnskab og teknologi, Taiwan, under tilskud antal MOST-105-2314-B-039-044-MY2.
Materials
| 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 |
References
- Zakszewski, E., Schmit, B., Kurpad, S., Budde, M. D. Diffusion imaging in the rat cervical spinal cord. J Vis Exp. (98), (2015).
- Wise, R. G., Al-Shafei, A. I., Carpenter, T. A., Hall, L. D., Huang, C. L. Simultaneous measurement of blood and myocardial velocity in the rat heart by phase contrast MRI using sparse q-space sampling. J Magn Reson Imaging. 22 (5), 614-627 (2005).
- Skardal, K., Espe, E. K., Zhang, L., Aronsen, J. M., Sjaastad, I. Three-Directional Evaluation of Mitral Flow in the Rat Heart by Phase-Contrast Cardiovascular Magnetic Resonance. PLoS One. 11 (3), e0150536 (2016).
- Peng, S. L., et al. 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. Magn Reson Imaging. 34 (5), 624-631 (2016).
- Yu, H. Y., Peng, H. H., Wang, J. L., Wen, C. Y., Tseng, W. Y. Quantification of the pulse wave velocity of the descending aorta using axial velocity profiles from phase-contrast magnetic resonance imaging. Magn Reson Med. 56 (4), 876-883 (2006).
- Peng, S. L., et al. Optimization of phase-contrast MRI for the quantification of whole-brain cerebral blood flow. J Magn Reson Imaging. 42 (4), 1126-1133 (2015).
- Peng, S. L., Shih, C. T., Huang, C. W., Chiu, S. C., Shen, W. C. Optimized analysis of blood flow and wall shear stress in the common carotid artery of rat model by phase-contrast MRI. Sci Rep. 7 (1), 5253 (2017).
- Bozgeyik, Z., Berilgen, S., Ozdemir, H., Tekatas, A., Ogur, E. Evaluation of the effects of sildenafil citrate (viagra) on vertebral artery blood flow in patients with vertebro-basilar insufficiency. Korean J Radiol. 9 (6), 477-480 (2008).
- Swampillai, J., Rakebrandt, F., Morris, K., Jones, C. J., Fraser, A. G. Acute effects of caffeine and tobacco on arterial function and wave travel. Eur J Clin Invest. 36 (12), 844-849 (2006).
- Neff, K. W., Horn, P., Schmiedek, P., Duber, C., Dinter, D. J. 2D cine phase-contrast MRI for volume flow evaluation of the brain-supplying circulation in moyamoya disease. AJR Am J Roentgenol. 187 (1), W107-W115 (2006).
- Stalder, A. F., et al. Quantitative 2D and 3D phase contrast MRI: optimized analysis of blood flow and vessel wall parameters. Magn Reson Med. 60 (5), 1218-1231 (2008).
- Dall’Armellina, E., et al. Improved method for quantification of regional cardiac function in mice using phase-contrast MRI. Magn Reson Med. 67 (2), 541-551 (2012).
- Peng, S. L., Ravi, H., Sheng, M., Thomas, B. P., Lu, H. Searching for a truly "iso-metabolic" gas challenge in physiological MRI. J Cereb Blood Flow Metab. 37 (2), 715-725 (2017).
- Liu, P., et al. Quantitative assessment of global cerebral metabolic rate of oxygen (CMRO2) in neonates using MRI. NMR Biomed. 27 (3), 332-340 (2014).
- Xu, F., Ge, Y., Lu, H. Noninvasive quantification of whole-brain cerebral metabolic rate of oxygen (CMRO2) by MRI. Magn Reson Med. 62 (1), 141-148 (2009).
- Lotz, J., Meier, C., Leppert, A., Galanski, M. Cardiovascular flow measurement with phase-contrast MR imaging: basic facts and implementation. Radiographics. 22 (3), 651-671 (2002).
- Pelc, N. J., Herfkens, R. J., Shimakawa, A., Enzmann, D. R. Phase contrast cine magnetic resonance imaging. Magn Reson Q. 7 (4), 229-254 (1991).
- Kim, D., et al. Accelerated phase-contrast cine MRI using k-t SPARSE-SENSE. Magn Reson Med. 67 (4), 1054-1064 (2012).
- Valvano, G., et al. Accelerating 4D flow MRI by exploiting low-rank matrix structure and hadamard sparsity. Magn Reson Med. 78 (4), 1330-1341 (2017).
