В Vivo количественной оценки структуры миокарда, функции, перфузии и жизнеспособности Использование сердца Микро-компьютерная томография
概要
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
Ишемическая болезнь сердца (ИБС) продолжает оставаться единственной причиной заболеваемости и смертности среди мужчин и женщин во всем мире 1. Из-за сложностей и взаимосвязей, которые существуют между органами и системами на организменном уровне, использование целого животного в качестве модели ИБС остается актуальной не только для нашего лучшего понимания патофизиологии болезни, но также позволяет оценить новых профилактических и терапевтических стратегий , Мышиные модели, в частности, внесли свой вклад в наши знания о сердечной развития, патогенеза инфаркта миокарда, гипертрофии миокарда, миокардит и аневризмы поражений 2-7. Параметры, определяющие работу сердца и являются полезными с точки зрения прогноза и выбора терапевтического вмешательства являются сердечной массы и геометрии глобальной и региональной функции, пространственное распределение инфаркта кровотока и жизнеспособности миокарда.
Тем не менее, большинство из traditionaл исследуемые методы, используемые в моделях мыши болезни сердца связаны с инвазивными измерений, которые требуют часов для завершения, таким образом, не могут быть использованы животное для повторных измерений, или способ потребует животное пожертвовать 8-12. Например, для измерения региональной перфузии миокарда, радиоактивно или флуоресцентно меченные микросферы используются где радиоактивный счетчик или флуоресцентные сигналы обнаружены на физически расчлененным сердце или в месте 13,14.
Аналогичным образом, оценка размера инфаркта в животных моделях инфаркта миокарда чаще всего осуществляется хлорида трифенилтетразолий (TTC) окрашивания, и для того, чтобы определить временной ход эволюции инфаркта и эффект от терапевтических воздействий, этот метод требует, чтобы животные должны быть принесен в жертву сердца гистологической экспертизы при различных временных точках 15. В качестве таких, неразрушающих методов и гуманных, которые позволили бы quantitativе и продольный анализ сердечной морфологии, функции, метаболизма и жизнеспособности имеют первостепенное значение. В этом контексте, доклинические изображений имеет большое значение. Среди доступных в настоящее время методов визуализации магнитно-резонансная томография (МРТ) и эхокардиографии являются наиболее широко используемым 16,17,18.
Тем не менее, несмотря на то, что МРТ считается модальность ссылкой в клинических и доклинических работы, высокая стоимость приобретения и поддерживать отдельные системы МРТ малого животных, а также сложность этой технологии для не-опытным пользователям работать , сделать МРТ слишком дорогими для повседневного использования. Что касается эхокардиографии, существуют существенные недостатки в пути измеряется сердечной функции. Данные, полученные большинстве эхокардиографическими экзаменов являются двумерными, и для того, чтобы вывести объемы, геометрические допущения должны быть сделаны 19. Кроме того, плохая магнезии внутри- и между наблюдателямиoducibility является еще одним важным ограничением этого метода. Радиоизотопных изображений с однофотонной эмиссионной компьютерной томографии (ОФЭКТ) и позитронно-эмиссионной томографии (ПЭТ) преимущественно используются для оценки перфузии миокарда и метаболизм 17,20,21. Тем не менее, ограничены пространственное разрешение этих методов визуализации делает визуализации сердца у мышей захватывающих.
С другой стороны, с появлением новых технологий детектор с плоской панелью, что позволяет лучше чувствительность рентгеновской и более быстрые времена считывания, текущее состояние искусства в настоящее время MicroCT системы могут обеспечить сердечно-дыхательная закрытый трехмерное (3D) и четырехмерного ( 4D) изображения качества МРТ-класса. Они практически стоимость технического обслуживания и удобны в эксплуатации не-продвинутых пользователей. Таким образом, такие MicroCT инструменты могут быть хорошо подходит для рутинного обследования мелких животных в качестве моделей человеческих болезней. Самое главное, с развитием новой доклинической йодированного контрастного агента, вторimultaneous функциональная и метаболическая оценка сердце стало возможным 22-24.
Этот контраст агент содержит высокую концентрацию иода (160 мг / мл), производя сильный контраст крови бассейне после его внутривенного введения позволяет в естественных изображений сосудистой сети и камер сердца. В течение часа после введения, непрерывное увеличение в отличие инфаркта, связанного с его метаболическим поглощения может наблюдаться, таким образом, тот же контрастный агент может быть использован для оценки инфаркт ошеломляющим и жизнеспособности.
Цель методики, изложенной в этой рукописи является предоставление исследователям использовать систему MicroCT высокоскоростной с внутренней кардиореспираторной стробирования, в сочетании с кроваво-бассейн йодированного контрастного агента, для определения инфаркта глобальной и региональной функции наряду с перфузии миокарда и жизнеспособность у здоровых мышей и в сердечной мышиной модели ишемии индуцируется постоянного прикусалевой передней нисходящей коронарной артерии (LAD). При использовании этой модели на животных и визуализации технику, быстрое оценка важнейших параметров сердца могут быть выполнены повторно с одним метода визуализации и без необходимости инвазивных процедур или необходимости жертвовать животных. Этот метод может быть выполнен, чтобы оценить новые профилактические и терапевтические стратегии.
Protocol
Representative Results
Discussion
За последние несколько лет MicroCT стал модальности многие исследователи считали для характеристики структуры и функции сердца у мелких животных 26-29,30. Тем не менее, приборы, используемые в предшествующей работе не было ни индивидуальному заказу или больше не коммерчески доступных. Таким образом, это исследование было направлено на создание простого и всеобъемлющего протокола для использования системы MicroCT высокоскоростной с внутренней кардиореспираторной стробирования для определения сердечного глобальной и региональной функции наряду с перфузии миокарда и жизнеспособности в мелких животных как модели человеческого сердца болезнь.
Одним из наиболее важных требований для изучения структуры сердца и функцию является способность сканера для учета физиологических движений сердца. С этой целью, ЭКГ основе перспективные и ретроспективные методы стробирования может использоваться. Тем не менее, предполагаемый (этап и стрелять) стробирования опирается на заранее оговоренном интервале сердечного цикла, для экзаменаPLE во время диастолы, когда движение сердце мере. При таком подходе только по одному изображению на сердечном цикле получается и только одна фаза сердечного цикла могут быть реконструированы. Как таковой, в дополнение к тому времени, чтобы генерировать, перспективно закрытых реконструкций произвести только один набор данных, который лишенное функциональной информации. Ретроспективный стробирования, с другой стороны, позволяет реконструкции нескольких наборов данных на каждом участке сердечного цикла, тем самым позволяя глобальную и региональную функциональный анализ левого желудочка.
Текущая работа занятых кардиореспираторных реконструкций с внутренней ретроспективного стробирования. Внутренняя ретроспективный стробирования использует собственное программное обеспечение на основе образа для восстановления конечного диастолического и конечного систолического сердечной фазы без необходимости специальной дыхательной и сердечной устройств мониторинга 29,31,32. Отличное согласование внутренней ретроспектива и внешняя ЭКГ-зависимой ретроспективного стробирования для studyiнг сердечной функции у мышей и крыс было продемонстрировано Dinkel соавт. 29. В течение этого настоящей работе, внутренняя ретроспективный стробирования не только значительно минимизированы время, необходимое для настройки сканирования, но также исключаются зависимость от аппаратного мониторинга, таких как отведений и дыхательной пневматического датчика, а также навыков дополнительный оператор правильно настроить его.
После реконструкции, качество изображения обоих конечного диастолического и конечного систолического наборов данных был признан удовлетворительным для сердечной анализа. При осмотре изображений, особое внимание было уделено артефактов движения, которые могут произойти во время недостаточный уровень анестезии, полос артефакты, которые могут произойти в результате недостающих проекций у животных с высокой частоты дыхания, низким затуханием артефактов, которые обычно вызванных костные структуры и могут имитировать дефекты перфузии, и кольцевые артефакты, которые могут возникнуть из неправильной калибровки или неудачи еще одного или детектора эленые.
Способность MicroCT производить сердечную структурную и функциональную информацию, также зависит от наличия подходящего внутрисосудистого контрастного вещества. Наиболее настоящее время коммерчески доступные MicroCT контрасты могут быть в общем подразделены на твердых без обменной макрофагов специфической и полидисперсные метаболизируемые основе йода контрасты 23,33-36. Хотя частиц агенты предлагают большую рентгеновскую помутнение из-за их более высокой атомным номером (барий, Z = 56; и золота, Z = 79), они не могут быть использованы для метаболического оценки. Более того, эти агенты рассматриваются как вредные для организма и удалены макрофагами печени (клетки Купфера), поглощающий клетки ретикулоэндотелиальной системы (RES). Из-за их не-обменной природы, эти агенты вызывают изменения в печени микроциркуляции, одновременно с повреждением 37 печени.
Метаболизируемой основе йода контрасты, с другой стороны, не являются таргTed для удаления RES-специфические, таким образом, должна предлагать лучший профиль безопасности и избежать токсичности печени. В дополнение к их лучшим профилем безопасности, эти контрасты подхватывает метаболически активных тканей, таким образом, могут быть использованы для оценки жизнеспособности 22,23. С этой целью, йодированная контраст агента был выбран для настоящего исследования. Контраст вводили в дозе 5 или 10 мкл на грамм веса тела животного в виде единого болюсной внутривенной инъекции. Хотя обе дозы вызывали результаты Enhancement удовлетворительные, наблюдалось дозозависимое увеличение левого желудочка и инфаркта уровней контраста при вводили 10 мкл / г контраста. Представляют интерес, с большей дозе, продолжительность крови пула была длительная и пик инфаркта поглощения контрастного было отложено. Одно животное (мышь 1) последовало в течение 10 недель после операции и в течение этого периода было отображаемого каждую вторую неделю. Из опыта, никаких побочных эффектов не связаны с контрастом (всего 5 впроекций) или связанной с рентгеновской экспозиции (в общей сложности 10 MicroCT сканирований) наблюдались в этой мыши в течение периода мониторинга. Один из наиболее часто встречающихся побочных эффектов длительного воздействия йода является нарушение щитовидной железы, который не наблюдался макроскопически на посмертных экспертиз. Мангейм др. Изучали уровни тироксина после 3-х последовательных контрастных администраций и не обнаружили различий, когда уровни были по сравнению с контрольными 37. С использованием тех же MicroCT наборов данных, никаких признаков радиационного фиброза легких не было обнаружено у этого животного (данные не показаны), в соответствии с безопасность процедуры.
Оценка глобальной и региональной функции желудочков сердца считается сильнейшим фактором, определяющим сердечной деятельности и важным с точки зрения прогноза и выбора терапевтического вмешательства 38,39. Глобальные левого желудочка функциональные показатели включают левого желудочка конечного диастолического объема (LVEDV), левого желудочка объем конечного систолического (LVESV), левая объем желудочка инсульта (LVSV), фракцией выброса левого желудочка (ФВ ЛЖ), и сердечный выброс (СО). Более ранние исследования MicroCT подтвердил, что количественная оценка глобальной функции сердца возможна в мышиных моделях сердечно-сосудистых заболеваний и, что выраженное снижение глобальной функции сердца происходит вскоре после окклюзии LAD артерии. Эти данные находятся в согласии с предыдущими сообщениями в этой заметному снижению LVSV, ФВ ЛЖ и СО произошло уже через 1 день после окклюзии 29,40-43. Стоит отметить, отметить, что сердечная функциональных характеристик зависит от типа и степени анестезии, таким образом, для точных измерений частоты сердечных сокращений во время получения изображения должны быть максимально физиологический максимально 44.
Количественная оценка миокарда левого желудочка массы (ММЛЖ) имеет важное значение для оценки гипертрофии левого желудочка и в первую очередь проводится с использованием MRЯ 11,43,45,46. ММЛЖ часто с поправкой на массу тела и представлены в виде индекса массы миокарда левого желудочка (ИММЛЖ), чтобы позволить для нормализации сердечной массы среди мышей разного возраста и габитуса. Точная оценка этих параметров имеет важное значение, так как мыши с инфарктом миокарда развивать значительное гипертрофии ЛЖ 47. Оценка геометрии ММЛЖ, ИММЛЖ, и НН также важна для диагностики гипертрофии сердца и дисплазии 11. Как таковой, определение этих параметров будет дополнительно выгодно дифференцировать условия, такие как концентрической гипертрофии, эксцентричной гипертрофии или концентрическое ремоделирование. В данной работе, как ММЛЖ и ИММЛЖ значения были определены у мышей, подвергнутых LAD лигирование артерии, а в ложнооперированными животного. Впоследствии, размер инфаркта миокарда был идентифицирован и использован для расчета процента размера инфаркта. Хотя во время операции лигатуру на ЛАД коронарной артерии был заявлIED на том же уровне, окклюзии генерируется инфаркты с некоторой изменчивостью: 13,3%, 15,8%, 22,4% и (Таблица 1). Одним из возможных объяснений этой изменчивости может исходить от различий в анатомии коронарных артерий и их территориальной кровоснабжения между животными, и по согласованию с предыдущих докладах 48. Наиболее распространенным способом оценки размера инфаркта в мышиной модели инфаркта миокарда экс естественных трифенил тетразолия хлорида (TTC) окрашивания, технике, что не позволит продольную мониторинг заболевания в том же животном. В контексте ранней работы Ashton и соавт. 22 и нынешние, стоит отметить, что MicroCT в сочетании с йодированной контрастного вещества может стать альтернативой и неразрушающий метод определения размера инфаркта в продольном направлении.
Дополнительным преимуществом метода MicroCT лежит в очень точном определении региональной ишемии. Liке у человека левой коронарной артерии из расколов мышь в нисходящей артерии (LAD) и перегородки (филиала LCX). Тем не менее, у мышей, анатомия боковых филиалах отрока и LCX значительно между животными 48 отличается. Большие филиалы этого LCX иногда идут параллельно отрока и с тех коронарные артерии мышей внутри инфаркт, и поэтому не видно, боковые подтяжки на LCX порой случайно, но неизбежно, включенных в коронарной окклюзии во время процедуры мыши инфарктов. Как таковой, circumferentional полярная карта, полученный после MicroCT можно использовать точно определить, какие коронарные артерии были окклюзии, поскольку перфузии и контрастного поглощения в секторах 2, 3, 8 и 9 зависят от LCX время как Сектора 7, 10, 11, 12 , 13, 15, 16 и 17 снабжены ЛАД. Соответственно, полярный карту приносит большую пользу для точного определения закупоренных артерий и соответственно помогает главное в правильной интерпретации последствий myocardial инфаркт сердечной функции и прогрессирования заболевания.
Инфаркт миокарда модель мыши используется высоко имитирует человеческую клиническую ситуацию, когда коронарные сосуды становятся вдруг окклюдированный в результате острого разрыва бляшки и как таковое большую пользу для изучения развития заболевание инфаркта сердца 49. В то время как в развитых странах Запада лечения пациентов, страдающих от инфаркта миокарда нацелена на быстрое восстановление рециркуляцию коронарного сосуда, во многих случаях, особенно в менее экономически развитых странах, где заболеваемость инфарктом миокарда стремительно растет, окклюзия не может быть кольчатая в время 1,50. Это вызывает в больших желудочковой инфарктов, что чаще всего приведет к хронической сердечной недостаточности и огромное бремя на здравоохранение. Следовательно, продольные неинвазивные диагностические методы, использующие инфаркт модель инфаркта с постоянной OCC коронарной артерииучастия и вовлечения и большой желудочка миокарда имеют большое значение для разработки новых стратегий лечения против этой болезни.
Инфаркт КТ перфузии является быстро развивающейся метод, который позволяет количественно оценить региональных коронарных нарушений кровотока и их отношение к функции сердца и жизнеспособности. Новые небольшие исследования на животных уменьшается разрыв между MicroCT и ОФЭКТ, модальности выбора для перфузии и жизнеспособности оценки 22. С целью оценки степени нарушения регионального кровотока, вызванного закупоркой коронарной артерии LAD, данные MicroCT также были оценены для инфаркта информации перфузии. Лигировали ЛАД артерии, как известно, обеспечивают кровоснабжение свободной стенки, часть перегородки, и апикальную область левого желудочка. дефекты перфузии миокарда (hypoenhanced районов) мыши 1 показаны на полярную систему и очевидно координат в середине передней, средней нижнелатеральному, средне-передне, верхушечныйПередняя и вершинные боковые сегменты, результаты согласуются с той же ишемической распределения (рисунок 3). Никакой разницы между дефектов перфузии, полученных из конечного диастолического и конечного систолического изображений не было найдено в homosegments. Конечный диастолический и конечный систолический перфузии миокарда полярные карту проявления ложной операцией животного показаны на рисунке 4. Незначительные различия в коронарный кровоток между сегментами контрольного животного, незначительны в обоих конечных диастолического и конечного систолического представлений , Интересно, что участки hypoenhancement можно визуально увидеть на коротких-осевых изображений поперечных (рисунок 1) и может быть легко количественно, как показано на рисунке 3. Это было невозможно в исследовании Befeda др. И может быть объяснено больше шума MicroCT инструмента используется 22. Для того, чтобы быть визуально различить, различия сигнал должен быть, по крайней мере три-пять раз вышечем шум (стандартное отклонение) в изображении 51. Низкий уровень шума в MicroCT используемые в данном исследовании допускается обнаружение небольшой разницей сигнала между нарушениями и обычно перфузии миокарда (127HU ± 23HU против 217HU ± 29HU), что позволяет успешно оценку миокарда дефектов перфузии узор.
Одним из основных преимуществ использования йодированной контрастного вещества является способность оценить жизнеспособность миокарда и метаболизм за счет связанных контрастного инфаркта аксессуара. Насколько нам известно, способность контрастного по укреплению миокарда впервые был описан Detombe др. 23 и его первого использования для инфаркта миокарда изображений сообщила Эштон и др. 22. Хотя группа указала, что орошаемый миокарда у мышей с инфарктом миокарда показали усиление аналогичную управления, и что инфаркту миокарда не показали улучшение, количественную оценку сегментарного инфаркта еnhancement не сообщалось. Для дальнейшего исследования ли инфаркт усиление может быть количественно оценена, все мыши были перезаписи образа, используя тот же протокол изображений 3 – 4 часа после введения контрастного, когда инфаркт повышение по отношению к полости был максимальным.
Инфаркт дефекты контраст поглощения наблюдали визуально по краткосрочным осевое конечного диастолического и конечно-систолический поперечных изображений сердца мыши с инфарктом миокарда (рисунок 5), но не в ложнооперированными животного (рисунок 6). Инфаркт поглощение количественно оцениваться в каждом инфаркта сегмента от обоих конечных диастолического и конечного систолического реконструкций и представлены в полярной системе координат (рис 7 и 8). Значения homosegmental конечного диастолического и конечного систолического, полученные из того же животного, не отличались. Тем не менее, окружные полярные участки показали конкретным участкам аномалии (Figurе 7) с подобными узорами как показанные на миокарда карт перфузии (рисунок 2). Нет контрастные захвата дефекты не были замечены на окружных полярных участков в ложнооперированными мыши (рисунок 8). Данные миокарда захвата были достаточно высокого качества, чтобы выполнить глобальную функциональный анализ и количественную оценку миокарда ЛЖ массы и размера инфаркта (не показан). Хотя не имеет отношения к используемой в настоящее время модели с постоянным ЛАД окклюзии коронарной артерии, мы считаем, что контраст добыча инфаркт может быть связано не только с изменениями в региональном коронарный кровоток, но и к статусу кардиомиоцитов (например шрамы, ошеломленный и зимующих миокарда) , Чтобы проверить эту гипотезу, будущая работа будет использовать модель с временной ишемии миокарда и реперфузии.
Активное сокращение результатов миокарда при инфаркте движения стенок и утолщение которые служат важными маркерами систолического Fсоборование и жизнеспособность миокарда. Оценка движения регионального стенки, утолщением и фракцией выброса помогает различить пассивные движения систолическое стенки от активного миокарда сжатия. Для того чтобы стандартизированную количественную оценку степени и тяжести поражения, движения стенки, утолщением стенки и региональных фракций выброса обычно отображается в полярных карт. Аномалии движения регионального стенки желудочка являются важными маркерами ишемии миокарда, которые наиболее часто оценивали с помощью МРТ 52. Движущиеся стенки ЛЖ, загустители и региональная фракция выброса баллы за каждый сегмент мыши с и без инфаркта миокарда представлены на рисунке 9 и рисунке 10. Как и следовало ожидать, ЛАД перевязки коронарной артерии приводит к заметному снижению НН региональных функциональных показателей ( на рисунке 9), тогда как никакого эффекта не наблюдалось в ложнооперированными мыши (рисунок 10). Эти результаты в соответствии сРанее сообщалось, данные.
В заключение, эта работа продемонстрировала первый успешное использование системы MicroCT высокоскоростной для полной определения инфаркта глобальных и региональных функциональных параметров наряду с оценкой перфузии миокарда и жизнеспособности в здоровой и в мышиной модели инфаркта миокарда. Эта работа может быть продлен в сторону характеризации других моделей сердечно-сосудистых заболеваний, что позволяет для точного и неразрушающего оценки сердечных функциональных и патофизиологических изменений, и для оценки новых профилактических и терапевтических стратегий.
開示
The authors have nothing to disclose.
Acknowledgements
Эта работа была поддержана Stichting Lijf ан Левен, проекта расширяя сравнению стенозирующих артериальное заболевание.
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 |
参考文献
- 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).
