Summary

ラットの総頸動脈で位相コントラスト磁気共鳴イメージング

Published: September 05, 2018
doi:

Summary

この手順の全体的な目標は、非侵襲的位相コントラスト磁気共鳴イメージングを用いたラットの総頸動脈の血流を測定することです。

Abstract

位相コントラスト mri (PC-) は、血流などの流れ関連パラメーターを定量化することができる非侵襲的アプローチです。以前の研究では、異常血流が全身の血管リスクと関連しているかもしれない示されています。したがって、PC MRI は、適切な臨床研究に心血管疾患の動物モデルから得られたデータの翻訳を促進できます。このレポートでは、シネ ゲート PC MRI を用いたラットの総頸動脈 (CCA) の血流を測定する手順を説明し、関連する分析方法について説明します。この手順では、ライブ、麻酔動物で行うことが、手順の後に安楽死を必要としません。スキャンに提案されたパラメーターは、再現性のある測定結果の優れた再現性を示す血流をもたらします。この資料に記載されている PC mri 検査の手順は、薬理学的試験、病態生理学的評価、および脳循環動態の評価に使用できます。

Introduction

磁気共鳴画像 (MRI) は、体内構造と生理に関する詳細情報を提供し、前臨床動物実験、臨床診断のためにますます使用されている汎用性の高いアプローチです。動物モデルがかなり臨床的意義1の理解を深めるために不可欠です。麻酔の要件および生理学的なパラメーターに関して人間と動物モデルはかなり異なる、このような動物の mri 検査手順の最適化は、重要性を想定しています。

位相コントラスト MRI (PC-MRI) は、血流などの流れ関連パラメーターの定量化に流れるスピンの速度を使用して MRI の特殊なタイプです。PC-MRI、モデル動物を用いた主要な動脈の流れパターンのマッピングに助けることができる心臓血管病理2に光を当てる必要があります。また、PC mri 検査は非侵襲的病態生理学的条件3の血流固有の交替を監視できます。PC MRI が心血管疾患の動物モデルで使用することができます貴重なアプローチであることが示唆されました。

本報告では、ラットの総頸動脈 (CCA) における血流量の定量化手法について述べる。2 つの CCAs 供給酸素を含んだ血液を頭頸部と頚動脈疾患は脳卒中の主な原因。したがって、CCA の初期病理を検出は極めて重要です。この手順は、約 15 分の期間を持って、潜在的血行動態変化、このような動脈硬化や脳卒中との状況に適用できます。

Protocol

制度的ケアおよび使用委員会 (IACUC) 中国医科大学は、すべてのプロシージャを承認しました。 1. 動物の準備と監視 動物用 MRI スキャンを開始する前にスキャナーの部屋の外などの財布、鍵、クレジット カードなど磁気の影響受けやすいオブジェクトはすべてを残します。 最初麻酔ラット (2 ヶ月歳雄 Sprague-dawley (SD) ラット, 280-350 g) に応じて、3-5 分?…

Representative Results

ジオメトリを正しいスライス PC MRI 実験の成功を確保するために極めて重要です。「ラウンド」動脈の形状 (図 3 a) をもたらす正確な平面位置と湾曲が増加、すなわち、それが動脈の小さい垂直のとき結果動脈ジオメトリと卵形、リード部分の大きいボリュームになります。効果 (図 3 b)。重度の部分容積効果血流<sup …

Discussion

PC MRI は、血流の非侵襲的・縦断的評価の包括的なアプローチです。ラット CCA の PC MRI を実行するためのプロトコルを提案します。この手順は、任意の動物の MRI スキャナーを実行するは簡単です、良い再現性を示します。

PC MRI 技術は人間10,11として動物実験4,12の増加する人気を得?…

Disclosures

The authors have nothing to disclose.

Acknowledgements

この作品は、省の科学と技術、台湾、MOST-105-2314-B-039-044-MY2 の許可番号の下からの補助金によって支えられました。

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

  1. Zakszewski, E., Schmit, B., Kurpad, S., Budde, M. D. Diffusion imaging in the rat cervical spinal cord. J Vis Exp. (98), (2015).
  2. 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).
  3. 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).
  4. 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).
  5. 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).
  6. 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).
  7. 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).
  8. 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).
  9. 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).
  10. 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).
  11. 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).
  12. 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).
  13. 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).
  14. 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).
  15. 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).
  16. 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).
  17. 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).
  18. Kim, D., et al. Accelerated phase-contrast cine MRI using k-t SPARSE-SENSE. Magn Reson Med. 67 (4), 1054-1064 (2012).
  19. 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).
check_url/kr/57304?article_type=t

Play Video

Cite This Article
Chiu, S., Hsu, S., Huang, C., Shen, W., Peng, S. Phase Contrast Magnetic Resonance Imaging in the Rat Common Carotid Artery. J. Vis. Exp. (139), e57304, doi:10.3791/57304 (2018).

View Video