In Vivo quantitativa valutazione della struttura del miocardio, la funzione, la perfusione e sostenibilità Utilizzando cardiaca micro-tomografia computerizzata
Summary
This method outlines the use of Quantum Micro-Computed Tomography (MicroCT) to assess cardiac morphology, function, perfusion, metabolism and viability with iodinated contrast agent in mice with experimentally-induced myocardial ischemia. The technique can be applied for non-destructive high-throughput longitudinal in vivo imaging of various animal models of human heart disease.
Abstract
The use of Micro-Computed Tomography (MicroCT) for in vivo studies of small animals as models of human disease has risen tremendously due to the fact that MicroCT provides quantitative high-resolution three-dimensional (3D) anatomical data non-destructively and longitudinally. Most importantly, with the development of a novel preclinical iodinated contrast agent called eXIA160, functional and metabolic assessment of the heart became possible. However, prior to the advent of commercial MicroCT scanners equipped with X-ray flat-panel detector technology and easy-to-use cardio-respiratory gating, preclinical studies of cardiovascular disease (CVD) in small animals required a MicroCT technologist with advanced skills, and thus were impractical for widespread implementation. The goal of this work is to provide a practical guide to the use of the high-speed Quantum FX MicroCT system for comprehensive determination of myocardial global and regional function along with assessment of myocardial perfusion, metabolism and viability in healthy mice and in a cardiac ischemia mouse model induced by permanent occlusion of the left anterior descending coronary artery (LAD).
Introduction
Cardiopatia ischemica (IHD) continua ad essere la principale causa di morbilità e mortalità per gli uomini e le donne in tutto il mondo 1. A causa della complessità e interrelazioni esistenti tra gli organi e sistemi a livello organismal, l'uso di tutto l'animale come un modello di IHD rimane rilevante non solo per la migliore comprensione della malattia fisiopatologia, ma anche permettere la valutazione delle strategie preventive e terapeutiche . Modelli di mouse, in particolare, hanno contribuito alla nostra conoscenza di sviluppo cardiaco, patogenesi di infarto del miocardio, l'ipertrofia del miocardio, la miocardite, e le lesioni aneurismatiche 2-7. I parametri che determinano funzione cardiaca e che sono utili in termini di prognosi e scelta dell'intervento terapeutico sono massa cardiaca e la geometria, funzione globale e regionale, la distribuzione spaziale del flusso miocardico e vitalità miocardica.
Tuttavia, la maggior parte di traditional metodi di sperimentazione utilizzati in modelli murini di malattie cardiache coinvolgono misurazioni invasive che richiedono ore per il completamento, quindi l'animale non può essere utilizzato per misure di ripetizione, o il metodo richiederanno animale sacrificare 8-12. Ad esempio, per misurare la perfusione miocardica regionale, microsfere marcate radioattivamente o fluorescente vengono utilizzati laddove conteggio radioattivi o segnali fluorescenti vengono rilevati su un cuore sezionato fisicamente o in situ 13,14.
Analogamente, la valutazione delle dimensioni dell'infarto in modelli animali di infarto miocardico è più comunemente eseguita da cloruro trifeniltetrazolio (TTC) colorazione, e al fine di determinare l'andamento temporale dell'evoluzione dell'infarto e l'effetto di interventi terapeutici, questa tecnica richiede che gli animali devono essere sacrificato per il cuore esame istopatologico in vari momenti 15. Come tale, non distruttivi e umane tecniche che permetterebbero quantitativE e analisi longitudinale della morfologia cardiaca, la funzione, il metabolismo e la vitalità sono di fondamentale importanza. In questo contesto, l'imaging preclinico è di grande importanza. Tra le modalità di imaging attualmente disponibili risonanza magnetica (MRI) e l'ecocardiografia sono il più comunemente usato 16,17,18.
Tuttavia, e nonostante il fatto che la RM è considerata la modalità di riferimento sia il lavoro clinico e preclinico, l'alto costo di acquisire e mantenere sistemi MRI piccolo animale dedicati, nonché la complessità di questa tecnologia per utenti non avanzati di operare , fare la risonanza magnetica proibitivo per l'uso di routine. Per quanto riguarda l'ecocardiografia, esistono notevoli svantaggi per il modo in cui viene misurata la funzione cardiaca. I dati prodotti dalla maggior parte degli esami ecocardiografici sono bidimensionali, e al fine di ricavare volumi, ipotesi geometriche devono essere fatte 19. Inoltre, la scarsa ripr intra e inter-osservatoreoducibility è un'altra limitazione significativa di questa tecnica. L'imaging radioisotopi con singola tomografia ad emissione di fotoni (SPECT) e la tomografia ad emissione di positroni (PET) sono prevalentemente utilizzati per la valutazione della perfusione miocardica e metabolismo 17,20,21. Tuttavia, la risoluzione spaziale limitata di queste modalità di imaging rende imaging cardiaco nei topi di sfida.
D'altra parte, con l'avvento della tecnologia rilevatore a pannello piatto che permette una migliore sensibilità a raggi X e tempi di lettura più veloce, lo stato attuale della tecnica sistemi MicroCT possono fornire cardio-respiratorio gated tridimensionale (3D) e quattro dimensioni ( 4D) immagini di qualità MRI-grade. Sono praticamente dei costi di manutenzione e facile da utilizzare da utenti non esperti. Così, tali strumenti MicroCT possono essere adatto per l'esame di routine di piccoli animali come modelli di malattie umane. Soprattutto, con lo sviluppo di un nuovo agente di contrasto iodurato preclinica, svalutazione funzionale e metabolico imultaneous del cuore è diventato possibile 22-24.
Questo agente di contrasto contiene un'alta concentrazione di iodio (160 mg / ml), producendo sangue forte-pool contrasto dopo la somministrazione endovenosa consentendo imaging in vivo dei vasi e le camere cardiache. Entro un'ora dopo la somministrazione, un continuo aumento di contrasto del miocardio associato al suo assorbimento metabolico può osservare, così lo stesso agente di contrasto può essere utilizzato per la valutazione di infarto stordimento e redditività.
L'obiettivo della tecnica descritta in questo manoscritto è quello di consentire ai ricercatori di utilizzare il sistema microCT ad alta velocità con intrinseca gating cardio-respiratorio, in collaborazione con il sangue-piscina agenti di contrasto iodati, per determinare la funzione globale e regionale del miocardio con perfusione miocardica e redditività in topi sani e in un modello murino di ischemia cardiaca indotta dall'occlusione permanentedella discendente anteriore dell'arteria coronaria (LAD). Utilizzando questa tecnica modello animale e di imaging, rapida valutazione dei più importanti parametri cardiaci può essere eseguita ripetutamente con una singola modalità di imaging e senza la necessità di procedure invasive o dover sacrificare gli animali. La tecnica può essere eseguita per valutare le strategie preventive e terapeutiche.
Protocol
Representative Results
Discussion
Nel corso degli ultimi anni microCT è diventata la modalità di molte ricerche prese in considerazione per la caratterizzazione della struttura e della funzione cardiaca nei piccoli animali 26-29,30. Tuttavia, la strumentazione utilizzata nella precedente lavoro era o su misura o non più disponibile in commercio. Come tale, questo studio è stato finalizzato a fornire un protocollo semplice e completo per l'utilizzo del sistema di microCT ad alta velocità con intrinseca gating cardio-respiratorio per determinare la funzione globale e regionale cardiaca con perfusione miocardica e la vitalità nei piccoli animali come modelli di cuore umano malattia.
Uno dei requisiti più importanti per studiare la struttura e la funzione del cuore è la capacità dello scanner per tenere conto di movimenti cardiaci fisiologici. A tal fine, ECG-basati tecniche di gating prospettici e retrospettivi possono essere utilizzati. Tuttavia, prospettico (passo e ripresa) gating basa su un intervallo predeterminato del ciclo cardiaco, per l'esamepio durante la diastole, quando il movimento del cuore è meno. Con questo approccio una sola immagine per ciclo cardiaco si ottiene solo una fase del ciclo cardiaco può essere ricostruito. Come tale, oltre ad essere molto tempo per generare, ricostruzioni prospetticamente gated producono solo insieme di dati, che è priva di informazioni funzionali. gating Retrospettiva, invece, permette di ricostruire più set di dati in ciascuna porzione del ciclo cardiaco, permettendo così analisi funzionale globale e regionale ventricolare sinistra.
Il lavoro attuale impiegato ricostruzioni cardiorespiratori con intrinseca gating retrospettivo. Intrinseca gating retrospettivo utilizza un software basato su immagini di proprietà di ricostruire end-diastolica e sistolica end-fasi cardiaco senza bisogno di respirazione dedicato e dispositivi di monitoraggio cardiaco 29,31,32. Un eccellente accordo di intrinseca gating retrospettiva retrospettiva ed estrinseca ECG-dipendente per studyifunzione cardiaca ng in topi e ratti è stata dimostrata da Dinkel et al. 29. Nel corso di questo presente lavoro, intrinseca gating retrospettivo non solo significativamente ridotto al minimo il tempo necessario per impostare la scansione, ma anche eliminato la dipendenza su hardware di controllo, come ad esempio derivazioni ECG e sensore pneumatico respiratorie, così come le abilità dell'operatore aggiuntivo per impostare correttamente in su.
Dopo la ricostruzione, la qualità delle immagini di entrambi i set di dati end-diastolica e sistolica-end è stato trovato soddisfacente per l'analisi cardiaca. Durante l'esame delle immagini, particolare attenzione è stata posta artefatti da movimento che possono verificarsi durante un inadeguato livello di anestesia, striature artefatti che possono accadere a causa di proiezioni mancanti in animali con artefatti alto tasso di respirazione, bassa attenuazione che sono comunemente causate da strutture ossee e in grado di simulare difetti di perfusione, e artefatti ad anello che possono derivare da errori di calibrazione o il fallimento di uno o più rivelatore di elementi.
La capacità di microCT di produrre informazioni strutturali e funzionali cardiaca dipende anche dalla disponibilità di opportuno agente di contrasto intravascolare. La maggior parte attualmente contrasti MicroCT disponibili in commercio possono essere generalmente suddivisi in particelle macrofagi non metabolizzabile specifico e polidisperso contrasti a base di iodio metabolizzabili 23,33-36. Sebbene agenti particolato offrono una maggiore opacizzazione raggi X a causa del loro alto numero atomico (bario, Z = 56; e oro, Z = 79), non possono essere utilizzati per la valutazione metabolica. Inoltre, questi agenti sono considerati nocivi per l'organismo e rimossi dai macrofagi del fegato (cellule di Kupffer), le cellule scavenging del sistema reticoloendoteliale (RES). A causa della loro natura non metabolizzabile, questi agenti inducono cambiamenti al fegato microcircolazione concomitante con danno epatico 37.
Metabolizzabile contrasti a base di iodio, d'altro canto, non sono targeTed per la rimozione specifiche-RES, quindi dovrebbe offrire una migliore profilo di sicurezza ed evitare di tossicità epatica. Oltre alla loro migliore profilo di sicurezza, questi contrasti sono prese dai tessuti metabolicamente attive, quindi può essere utilizzato per valutare la vitalità 22,23. A tal fine, l'agente di contrasto iodato è stato selezionato per il presente studio. Il contrasto è stato somministrato alla dose di 5 o 10 ml per grammo di peso corporeo dell'animale come iniezione endovenosa in bolo singolo. Sebbene entrambe le dosi dato risultati soddisfacenti aumento, un aumento dose-dipendente ventricolare sinistra e livelli miocardici di contrasto è stata osservata quando 10 ml / g di contrasto è stato iniettato. Di interesse, con la dose maggiore, la durata della piscina sangue era prolungato e il picco di assorbimento di contrasto del miocardio è stato ritardato. Un animale (topo 1) è stato seguito per 10 settimane dopo l'intervento chirurgico e durante questo periodo è stato ripreso ogni due settimane. Per esperienza, senza effetti negativi legati al contrasto (totale di 5 inproiezioni) o correlati ad esposizione ai raggi X (totale di 10 scansioni MicroCT) sono stati osservati in questo mouse durante il periodo di monitoraggio. Uno degli effetti avversi più comunemente riportati di esposizione di iodio-lungo termine è di disturbo della ghiandola tiroidea che non è stata osservata macroscopicamente su esami post-mortem. Mannheim et al. Livelli di tiroxina studiata dopo 3 amministrazioni contrasto consecutive e hanno trovato alcuna differenza quando i livelli sono stati confrontati con i controlli 37. Con l'uso degli stessi set di dati MicroCT, segni di fibrosi polmonare indotta da radiazioni sono stati rilevati in questo animale (dati non mostrati), conforme alla sicurezza della procedura.
Valutazione della funzione cardiaca ventricolare globale e regionale è considerato il più forte determinante della performance cardiaca e importante in termini di prognosi e scelta di intervento terapeutico 38,39. Gli indici funzionali ventricolare sinistra globale includono lasciati volume telediastolico ventricolare (LVEDV), il volume del ventricolo sinistro telesistolico (LVESV), sinistra gittata sistolica ventricolare (LVSV), frazione di eiezione ventricolare sinistra (FEVS), e della gittata cardiaca (CO). Studi precedenti hanno confermato che MicroCT valutazione quantitativa della funzione cardiaca globale è fattibile in modelli murini di malattie cardiovascolari e che diminuzione marcata funzione cardiaca globale ha luogo subito dopo LAD occlusione dell'arteria. Questi risultati sono in accordo con precedenti relazioni in quella marcata riduzione LVSV, FEVS, e CO si è verificato già il giorno 1 dopo l'occlusione 29,40-43. È degno di nota ricordare che cardiaco prestazioni funzionali dipende dal tipo e grado di anestesia, quindi per misurazioni precise della frequenza cardiaca durante l'acquisizione dell'immagine deve essere il più fisiologico possibile 44.
Valutazione quantitativa del ventricolo sinistro massa miocardica (LVMM) è importante per la valutazione di ipertrofia ventricolare sinistra e soprattutto è stato condotto utilizzando MRI 11,43,45,46. LVMM è spesso corretta per il peso corporeo e presentato come ventricolo sinistro indice di massa del miocardio (LVMMI) per consentire la normalizzazione del peso cardiaco tra i topi di età e habitus diverso. Stima accurata di questi parametri è importante, come i topi con infarto miocardico sviluppano significativa ipertrofia ventricolare sinistra 47. La valutazione della geometria LVMM, LVMMI, e LV è importante anche per la diagnostica di ipertrofia cardiaca e displasia 11. Come tale, la determinazione di questi parametri sarà inoltre vantaggioso differenziare condizioni quali l'ipertrofia concentrica, ipertrofia eccentrica o concentrica rimodellamento. Nel presente lavoro, sia LVMM e valori LVMMI sono stati determinati nei topi sottoposti a LAD legatura dell'arteria e nell'animale sham-operated. Successivamente, la dimensione di infarto miocardico è stato identificato e utilizzato per calcolare la percentuale delle dimensioni dell'infarto. Anche se durante l'intervento chirurgico per la legatura dell'arteria coronaria LAD era applicato allo stesso livello, l'occlusione generato infarti con una certa variabilità: 13,3%, 15,8% e 22,4% (Tabella 1). Una possibile spiegazione di questa variabilità può derivare da differenze in anatomia coronarica e il loro apporto di sangue territoriale tra gli animali, e in accordo con precedenti relazioni 48. Il modo più comune di valutazione dimensioni dell'infarto in un modello murino di infarto miocardico è da ex vivo colorazione trifeniltetrazolo cloruro (TTC), la tecnica che non consentirebbe il controllo longitudinale della malattia nello stesso animale. Nel contesto di lavoro precedente Ashton et al. 22 e del presente, è da notare che microCT in combinazione con agenti di contrasto iodati può fornire un metodo alternativo e non distruttivo per determinare le dimensioni dell'infarto longitudinalmente.
Un ulteriore vantaggio della tecnica microCT risiede nella determinazione molto accurata di ischemia regionale. Like nell'uomo coronaria sinistra delle spaccature topo in un'arteria discendente (LAD) e un ramo settale (LCX). Tuttavia, nei topi, l'anatomia dei rami laterali del LAD e LCX differisce considerevolmente tra gli animali 48. Grandi rami del LCX volte strettamente paralleli LAD e poiché le arterie coronarie dei topi sono intra-miocardica e quindi non visibile, bretelle laterali del LCX sono a volte accidentalmente ma inevitabilmente incluse nel occlusione coronarica durante la procedura di mouse-infarto. Come tale, la mappa polare circumferentional ottenuto dopo microCT può essere utilizzato per determinare esattamente quali arterie coronarie sono occluse, poiché perfusione e contrasto uptake in settori 2, 3, 8 e 9 sono interessate dalla LCX mentre i settori 7, 10, 11, 12 , 13, 15, 16 e 17 sono forniti dal LAD. Di conseguenza, la mappa polare è di grande beneficio per l'accurata determinazione delle arterie occluse e favorisce pertanto importante nella corretta interpretazione degli effetti della myocainfarto rdial della funzione cardiaca e la progressione della malattia.
Il modello di infarto infarto del mouse utilizzato altamente imita la situazione clinica umana, dove vasi coronarici diventano improvvisamente occluse a seguito di una rottura della placca acuta ed è come tale di grande beneficio per studiare lo sviluppo della malattia di cuore infartuato 49. Mentre nei paesi occidentali sviluppati trattamento di pazienti affetti da infarto miocardico è volta a ripristinare rapidamente il ricircolo del vaso coronarico, in molte occasioni, in particolare nei paesi economicamente meno sviluppati, dove l'incidenza di infarto del miocardio è in rapida crescita, l'occlusione non può essere annulated in tempo di 1,50. Ciò induce a grandi infarti ventricolare che più spesso porterà a insufficienza cardiaca cronica e sono un enorme onere per la salute pubblica. Di conseguenza, i metodi diagnostici non invasivi longitudinali che utilizzano un modello di infarto del miocardio con una OCC permanente dell'arteria coronarialusion e un grande infarto ventricolare sono di grande importanza per lo sviluppo di nuove strategie di trattamento contro questa malattia.
Miocardica imaging di perfusione CT è una tecnica in rapida evoluzione, che permette la valutazione quantitativa delle alterazioni regionali flusso coronarico e la loro rilevanza per la funzione cardiaca e la vitalità. Più recenti studi su animali di piccole dimensioni hanno ridotto il divario tra microCT e SPECT, la modalità di scelta per la perfusione e la vitalità di valutazione 22. Con l'obiettivo di valutare il grado di compromissione del flusso sanguigno regionale causata dalla LAD coronarica occlusione, i dati MicroCT sono stati valutati anche per le informazioni perfusione miocardica. L'arteria LAD ligati è nota per fornire apporto di sangue al muro libera, parte del setto, e la regione apicale del ventricolo sinistro. difetti di perfusione miocardica (aree hypoenhanced) di mouse 1 sono mostrati in un sistema di polari ed evidente di coordinate a metà anteriore, metà inferolaterale, metà antero-laterale, apicaleanteriore e laterali segmenti apicali, i risultati sono coerenti con la stessa distribuzione coronarico (Figura 3). Nessuna differenza tra i difetti di perfusione derivati da immagini end-diastolica e sistolica-end è stato trovato in homosegments. I miocardica di perfusione polari mappa schermi telediastolica e di fine-sistolico dell'animale sham-operati sono mostrati in figura 4. Lievi differenze nel flusso sanguigno miocardico tra i segmenti della animale controllo sono insignificanti in entrambe le rappresentazioni telediastolico e telesistolico . È interessante notare che le aree di hypoenhancement può essere visto visivamente sulle immagini a sezione short-assiali (figura 1) e può essere facilmente quantificati come mostrato nella figura 3. Questo non era possibile nello studio di Befeda et al. E potrebbe essere spiegato con una maggiore rumore dello strumento utilizzato microCT 22. Per discernere visivamente, le differenze di segnale devono essere almeno tre a cinque volte maggiorerispetto al rumore (deviazione standard) nell'immagine 51. A basso rumore del microCT utilizzato in questo studio è permesso il rilevamento di una piccola differenza di segnale tra miocardio alterata e normalmente perfuso (127HU ± 23HU vs. 217HU ± 29HU), che permetta di valutare il successo di difetti del modello perfusione miocardica.
Uno dei vantaggi principali di usando agenti di contrasto iodati è la capacità di valutare la vitalità miocardica e metabolismo seguito del miglioramento del miocardio correlati contrasto. A nostra conoscenza, la capacità del contrasto per migliorare il miocardio è stato descritto da Detombe et al. 23 e il suo primo utilizzo per l'imaging L'infarto miocardico è stata riportata da Ashton et al. 22. Sebbene il gruppo indicato che miocardio perfuso in topi con infarto miocardico mostrato miglioramento simile ai controlli, e che il miocardio infartuato mostrato alcun miglioramento, valutazione quantitativa del segmentale miocardica enhancement non è stata riportata. Per studiare ulteriormente se enhancement miocardico può essere valutato quantitativamente, tutti i topi sono stati reimaged utilizzando lo stesso protocollo di imaging 3 – 4 ore dopo la somministrazione di contrasto, quando il miglioramento miocardica rispetto alla cavità è massima.
Difetti assorbimento contrasto del miocardio sono stati osservati visivamente sulle immagini a sezione a breve assiale fine diastole e di fine-sistolico di un cuore mouse con infarto miocardico (Figura 5), ma non nel animali sham-operated (Figura 6). Uptake miocardico è stato valutato quantitativamente in ciascun segmento miocardica entrambi ricostruzioni telediastolico e telesistolico e presentati in un sistema di coordinate polari (Figura 7 e 8). I valori homosegmental telediastolico e telesistolico ottenuti dalla stessa animale non erano diverse. Tuttavia, le trame polari circolari hanno mostrato anomalie specifici segmenti (Figure 7) con modelli analoghe a quelli sulla mappa perfusione miocardica (Figura 2). Nessun difetto di captazione di contrasto sono stati visti nelle piazzole polari circonferenza del mouse sham-operated (Figura 8). I dati di assorbimento del miocardio erano di qualità sufficiente per effettuare analisi funzionale globale e valutazione quantitativa della massa miocardica LV e dimensioni dell'infarto (non mostrati). Sebbene non pertinenti al modello attualmente utilizzato con LAD permanente dell'arteria coronaria occlusione, riteniamo che contrasto estrazione miocardica può essere correlata non solo ad alterazioni nel flusso ematico miocardico regionale, ma anche lo stato dei cardiomiociti (es cicatrici, storditi e miocardio ibernato) . Per verificare questa ipotesi, il lavoro futuro impiegherà il modello con ischemia miocardica temporanea e riperfusione.
contrazione attiva dei risultati del miocardio in movimento della parete miocardica e ispessimento che servono come importanti marcatori di sistolica funzione e vitalità miocardica. Valutazione del movimento regionale parete, ispessimento, e frazione di eiezione aiuta a discernere passiva movimento della parete sistolica da contrazione del miocardio attiva. Al fine di consentire la quantificazione standardizzata e della gravità della lesione, movimento della parete, ispessimento della parete e frazione di eiezione regionali sono comunemente mappati in mappe polari. Anomalie di movimento della parete ventricolare regionale sono importanti marcatori di ischemia miocardica che sono più comunemente valutati da RM 52. I punteggi di movimento muro LV, ispessimento e la frazione di eiezione regionale per ogni segmento di un mouse con e senza infarto miocardico sono presentati in Figura 9 e Figura 10. Come ci si aspettava, il LAD coronarica legatura dell'arteria ha provocato notevole diminuzione di LV indici funzionali regionali ( Figura 9), mentre nessun effetto è stato osservato nel topo sham (Figura 10). Questi risultati sono in accordo conprecedentemente riportati i dati.
In conclusione, questo lavoro ha dimostrato il primo successo nell'uso di un sistema microCT ad alta velocità per la determinazione completa dei parametri funzionali globali e regionali del miocardio insieme con la valutazione della perfusione miocardica e la vitalità nel sano e in un modello murino di infarto miocardico. Questo lavoro può essere ulteriormente esteso verso caratterizzazione di altri modelli di malattie cardiovascolari, che consente una valutazione precisa e non distruttiva di alterazioni funzionali e fisiopatologiche cardiaci, e per la valutazione di strategie preventive e terapeutiche.
Divulgaciones
The authors have nothing to disclose.
Acknowledgements
Questo lavoro è stato sostenuto dalla Stichting Lijf en Leven, progetto dilatando contro stenosante malattia arteriosa.
Materials
| Quantum FX MicroCT Imaging System | PerkinElmer, Hopkinton, MA, USA | Micro Computed Tomography System | |
| XGI-8 Anesthesia System | PerkinElmer, Hopkinton, MA, USA | Cat. No. 118918 | Gas Anesthesia System |
| Analyze 12.0 Software | Analyze Direct, Overland Park, KS, USA | Visualization and Analysis Software for Imaging | |
| eXIA160 MicroCT Contrast | Binitio Biomedical, Ottawa, ON, CANADA | Cat. No. eXIA160-01; eXIA160-02; eXIA160-03; eXIA160-04; eXIA160-05 | Iodine based Radiocontrast for MicroCT Imaging |
| Isoflurane | Pharmachemie BV, Haarlem, Netherlands |
Cat. No. 45.112.110 | inhalation anesthesia |
| 1/2CC U-100 28G1/2 Insulin Syringe | Becton Dickinson and Company, USA |
Cat. No. 329461 | Insulin syringes with sterile interior |
| Leica microscope type M80 | Leica Microsystems BV, Eindhoven, Netherlands | Stereo zoom microscope |
Referencias
- Finegold, J. A., Asaria, P., Francis, D. P. Mortality from ischaemic heart disease by country, region, and age: statistics from World Health Organisation and United Nations. Int J Cardiol. 168, 934-945 (2013).
- Briaud, S. A., et al. Leukocyte trafficking and myocardial reperfusion injury in ICAM-1/P-selectin-knockout mice. Am J Physiol Heart Circ Physiol. 280, H60-H67 (2001).
- Heymans, S., et al. Inhibition of plasminogen activators or matrix metalloproteinases prevents cardiac rupture but impairs therapeutic angiogenesis and causes cardiac failure. Nat Med. 5, 1135-1142 (1999).
- Kaijzel, E. L., et al. Multimodality imaging reveals a gradual increase in matrix metalloproteinase activity at aneurysmal lesions in live fibulin-4 mice. Circ Cardiovasc Imaging. 3, 567-577 (2010).
- MacLellan, W. R., Schneider, M. D. Genetic dissection of cardiac growth control pathways. Annu Rev Physiol. 62, 289-319 (2000).
- Michael, L. H., et al. Myocardial ischemia and reperfusion: a murine model. Am J Physiol. 269, H2147-H2154 (1995).
- Zhang, D., et al. TAK1 is activated in the myocardium after pressure overload and is sufficient to provoke heart failure in transgenic mice. Nat Med. 6, 556-563 (2000).
- Feldman, M. D., et al. Validation of a mouse conductance system to determine LV volume: comparison to echocardiography and crystals. Am J Physiol Heart Circ Physiol. 279, H1698-H1707 (2000).
- Kolwicz, S. C., Tian, R. Assessment of cardiac function and energetics in isolated mouse hearts using 31P NMR spectroscopy. J Vis Exp. , (2010).
- Kubota, T., et al. End-systolic pressure-dimension relationship of in situ mouse left ventricle. J Mol Cell Cardiol. 30, 357-363 (1998).
- Lorell, B. H., Carabello, B. A. Left ventricular hypertrophy: pathogenesis, detection, and prognosis. Circulation. 102, 470-479 (2000).
- Pacher, P., Nagayama, T., Mukhopadhyay, P., Batkai, S., Kass, D. A. Measurement of cardiac function using pressure-volume conductance catheter technique in mice and rats. Nat Protoc. 3, 1422-1434 (2008).
- Buckberg, G. D., et al. Some sources of error in measuring regional blood flow with radioactive microspheres. J Appl Physiol. 31, 598-604 (1971).
- Krueger, M. A., Huke, S. S., Glenny, R. W. Visualizing regional myocardial blood flow in the mouse. Circ Res. 112, e88-e97 (2013).
- Vivaldi, M. T., Kloner, R. A., Schoen, F. J. Triphenyltetrazolium staining of irreversible ischemic injury following coronary artery occlusion in rats. Am J Pathol. 121, 522-530 (1985).
- Johnson, K. Introduction to rodent cardiac imaging. ILAR J. 49, 27-34 (2008).
- Buonincontri, G., et al. MRI and PET in mouse models of myocardial infarction. J Vis Exp. , e50806 (2013).
- Respress, J. L., Wehrens, X. H. Transthoracic echocardiography in mice. J Vis Exp. , (2010).
- Gao, S., Ho, D., Vatner, D. E., Vatner, S. F. Echocardiography in Mice. Curr Protoc Mouse Biol. 1, 71-83 (2011).
- Stillman, A. E., Wilke, N., Jerosch-Herold, M. Myocardial viability. Radiol Clin North Am. 37, 361-378 (1999).
- Lahoutte, T. Monitoring left ventricular function in small animals. J Nucl Cardiol. 14, 371-379 (2007).
- Ashton, J. R., et al. Anatomical and functional imaging of myocardial infarction in mice using micro-CT and eXIA 160 contrast agent. Contrast Media Mol Imaging. 9, 161-168 (2014).
- Detombe, S. A., Dunmore-Buyze, J., Drangova, M. Evaluation of eXIA 160 cardiac-related enhancement in C57BL/6 and BALB/c mice using micro-CT. Contrast Media Mol Imaging. 7, 240-246 (2012).
- Prajapati, S. I., Keller, C. Contrast enhanced vessel imaging using microCT. J Vis Exp. , (2011).
- Cerqueira, M. D., et al. Standardized myocardial segmentation and nomenclature for tomographic imaging of the heart. A statement for healthcare professionals from the Cardiac Imaging Committee of the Council on Clinical Cardiology of the American Heart Association. Circulation. 105, 539-542 (2002).
- Badea, C. T., Fubara, B., Hedlund, L. W., Johnson, G. A. 4-D micro-CT of the mouse heart. Mol Imaging. 4, 110-116 (2005).
- Bartling, S. H., et al. Retrospective motion gating in small animal CT of mice and rats. Invest Radiol. 42, 704-714 (2007).
- Clark, D., Badea, A., Liu, Y., Johnson, G. A., Badea, C. T. Registration-based segmentation of murine 4D cardiac micro-CT data using symmetric normalization. Phys Med Biol. 57, 6125-6145 (2012).
- Dinkel, J., et al. Intrinsic gating for small-animal computed tomography: a robust ECG-less paradigm for deriving cardiac phase information and functional imaging. Circ Cardiovasc Imaging. 1, 235-243 (2008).
- Drangova, M., Ford, N. L., Detombe, S. A., Wheatley, A. R., Holdsworth, D. W. Fast retrospectively gated quantitative four-dimensional (4D) cardiac micro computed tomography imaging of free-breathing mice. Invest Radiol. 42, 85-94 (2007).
- Boileau, C., et al. TGFB2 mutations cause familial thoracic aortic aneurysms and dissections associated with mild systemic features of Marfan syndrome. Nat Genet. 44, 916-921 (2012).
- Kachelriess, M., Sennst, D. A., Maxlmoser, W., Kalender, W. A. Kymogram detection and kymogram-correlated image reconstruction from subsecond spiral computed tomography scans of the heart. Med Phys. 29, 1489-1503 (2002).
- Boll, H., et al. Comparison of Fenestra LC, ExiTron nano 6000, and ExiTron nano 12000 for micro-CT imaging of liver and spleen in mice. Acad Radiol. 20, 1137-1143 (2013).
- Ford, N. L., et al. Time-course characterization of the computed tomography contrast enhancement of an iodinated blood-pool contrast agent in mice using a volumetric flat-panel equipped computed tomography scanner. Invest Radiol. 41, 384-390 (2006).
- Hainfeld, J. F., Smilowitz, H. M., O’Connor, M. J., Dilmanian, F. A., Slatkin, D. N. Gold nanoparticle imaging and radiotherapy of brain tumors in mice. Nanomedicine (Lond). 8, 1601-1609 (2013).
- Willekens, I., et al. Time-course of contrast enhancement in spleen and liver with Exia 160, Fenestra LC, and VC. Mol Imaging Biol. 11, 128-135 (2009).
- Mannheim, J. G., Schlichthärle, T., Pichler, B. J. Possible toxicological side effects after i.v. administration of iodine CT contrast agents. World Molecular Imaging Conference. , P400 (2012).
- White, H. D., et al. Left ventricular end-systolic volume as the major determinant of survival after recovery from myocardial infarction. Circulation. 76, 44-51 (1987).
- Sheehan, F. H., et al. Advantages and applications of the centerline method for characterizing regional ventricular function. Circulation. 74, 293-305 (1986).
- Nahrendorf, M., et al. High-resolution imaging of murine myocardial infarction with delayed-enhancement cine micro-CT. Am J Physiol Heart Circ Physiol. 292, H3172-H3178 (2007).
- Sheikh, A. Y., et al. Micro-CT for characterization of murine CV disease models. JACC Cardiovasc Imaging. 3, 783-785 (2010).
- Young, A. A., Barnes, H., Davison, D., Neubauer, S., Schneider, J. E. Fast left ventricular mass and volume assessment in mice with three-dimensional guide-point modeling. J Magn Reson Imaging. 30, 514-520 (2009).
- Young, A. A., et al. Reperfused myocardial infarction in mice: 3D mapping of late gadolinium enhancement and strain. J Cardiovasc Magn Reson. 8, 685-692 (2006).
- Roth, D. M., Swaney, J. S., Dalton, N. D., Gilpin, E. A., Ross, J. Impact of anesthesia on cardiac function during echocardiography in mice. Am J Physiol Heart Circ Physiol. 282, H2134-H2140 (2002).
- Dall’Armellina, E., et al. Improved method for quantification of regional cardiac function in mice using phase-contrast MRI. Magn Reson Med. 67, 541-551 (2012).
- Shapiro, E. P. Evaluation of left ventricular hypertrophy by magnetic resonance imaging. Am J Card Imaging. 8, 310-315 (1994).
- Michael, L. H., et al. Myocardial infarction and remodeling in mice: effect of reperfusion. Am J Physiol. 277, 660-668 (1999).
- Salto-Tellez, M., et al. Myocardial infarction in the C57BL/6J mouse: a quantifiable and highly reproducible experimental model. Cardiovasc Pathol. 13, 91-97 (2004).
- van Deel, E. D., et al. Extracellular superoxide dismutase protects the heart against oxidative stress and hypertrophy after myocardial infarction. Free Radic Biol Med. 44, 1305-1313 (2008).
- Forouzanfar, M. H., et al. Assessing the global burden of ischemic heart disease, part 2: analytic methods and estimates of the global epidemiology of ischemic heart disease in 2010. Glob Heart. 7, 331-342 (2012).
- Rose, A. The sensitivity performance of the human eye on an absolute scale. J Opt Soc Am. 38, 196-208 (1948).
- Befera, N. T., Badea, C. T., Johnson, G. A. Comparison of 4D-microSPECT and microCT for murine cardiac function. Mol Imaging Biol. 16, 235-245 (2014).
