التصوير المقطعي الضوئي الصوتي والموجات فوق الصوتية وتصوير الأوعية الدموية (PAUSAT) للتصوير غير الجراحي للدماغ بالكامل للسكتة الدماغية الإقفارية

Summary

يوضح هذا العمل استخدام منصة تصوير متعددة الوسائط تعتمد على الموجات فوق الصوتية للتصوير غير الجراحي للسكتة الدماغية الإقفارية. يسمح هذا النظام بالقياس الكمي لأكسجة الدم من خلال التصوير الصوتي الضوئي وضعف التروية في الدماغ من خلال تصوير الأوعية الصوتية.

Abstract

تظهر هنا دراسة تجريبية للسكتة الدماغية الإقفارية باستخدام نظام التصوير غير الباضع المطور حديثا والذي يدمج ثلاث تقنيات تصوير قائمة على الصوت: التصوير الصوتي الضوئي والموجات فوق الصوتية والتصوير المقطعي الوعائي (PAUSAT). يساعد الجمع بين هذه الطرق الثلاث في الحصول على التصوير المقطعي الضوئي الصوتي متعدد الأطياف (PAT) لأكسجة الدم في الدماغ ، والتصوير بالموجات فوق الصوتية عالية التردد لأنسجة المخ ، وتصوير الأوعية الصوتية للتروية الدموية الدماغية. تسمح منصة التصوير متعددة الوسائط بدراسة تغيرات التروية الدماغية والأوكسجين في دماغ الفأر بالكامل بعد السكتة الدماغية. تم تقييم نموذجين شائعين للسكتة الدماغية الإقفارية: نموذج انسداد الشريان الدماغي الأوسط الدائم (pMCAO) ونموذج التخثر الضوئي (PT). تم استخدام PAUSAT لتصوير نفس أدمغة الفئران قبل وبعد السكتة الدماغية وتحليل كلا النموذجين كميا للسكتة الدماغية. كان نظام التصوير هذا قادرا على إظهار التغيرات الوعائية في الدماغ بوضوح بعد السكتة الدماغية الإقفارية ، بما في ذلك انخفاض كبير في تروية الدم والأوكسجين في منطقة احتشاء السكتة الدماغية (المماثل) مقارنة بالأنسجة غير المصابة (المقابلة). تم تأكيد النتائج من خلال كل من التصوير بتباين البقع بالليزر وتلطيخ كلوريد ثلاثي فينيل تيترازوليوم (TTC). علاوة على ذلك ، تم قياس حجم احتشاء السكتة الدماغية في كلا النموذجين للسكتة الدماغية والتحقق من صحته بواسطة تلطيخ TTC باعتباره الحقيقة الأرضية. من خلال هذه الدراسة ، أثبتنا أن PAUSAT يمكن أن يكون أداة قوية في الدراسات قبل السريرية غير الباضعة والطولية للسكتة الدماغية.

Introduction

ينقل الدم الأكسجين (عن طريق بروتين الهيموجلوبين) والمواد المغذية الهامة الأخرى إلى الأنسجة في أجسامنا. عندما ينقطع تدفق الدم عبر الأنسجة (نقص التروية) ، يمكن أن يحدث تلف شديد في الأنسجة ، وترجع آثاره المباشرة إلى نقص الأكسجين (نقص الأكسجة). السكتة الدماغية الإقفارية هي نتيجة لانقطاع تدفق الدم إلى منطقة معينة من الدماغ. يمكن أن يحدث تلف الدماغ الناتج عن السكتة الدماغية في غضون دقائق من انسداد الأوعية الدموية ، ويمكن أن يكون له في كثير من الأحيان آثار منهكة ودائمة ^1,2. تتمثل إحدى الاستراتيجيات القيمة للغاية لتقييم علم الأمراض الفسيولوجي بعد السكتة الدماغية وتحديد واختبار علاجات جديدة في استخدام نماذج ال....

Protocol

تمت الموافقة على جميع الإجراءات الحيوانية من قبل لجنة رعاية واستخدام الحيوان في المركز الطبي بجامعة ديوك وتم إجراؤها وفقا لسياسة خدمة الصحة العامة بالولايات المتحدة بشأن الرعاية الإنسانية واستخدام المختبر. تم استخدام ذكور وإناث الفئران C57BL / 6J (انظر جدول المواد) لهذه الدراسات. تم تصوير ما لا يقل عن ثلاثة لكل مجموعة نموذج السكتة الدماغية. انظر الشكل 2 لسير العمل المتبع في هذا البروتوكول.

الشكل 2

النتائج

تصوير مورفولوجيا الأوعية الدموية في الدماغ
أيولد صورا لمورفولوجيا الأوعية الدموية عن طريق فقاعات دقيقة مثيرة في الدورة الدموية بترددها الرنيني وتلقي الاستجابة التوافقية الفائقة للفقاعات الدقيقة. باستخدام المنحدر المخصص (الشكل 2C) المرفق بمرحلة قابلة للتعديل ?.......

Discussion

هناك بعض الجوانب الحيوية لهذه الطريقة التي ، إذا تم إجراؤها بشكل غير صحيح ، يمكن أن تؤدي إلى انخفاض كبير في جودة الصورة والتحليل الكمي. النتيجة الأكثر شيوعا لخطأ المستخدم في صور PAUSAT هي إما نقص الإشارة أو قوة إشارة منخفضة للغاية ، وكلاهما يمكن أن يحدث لأسباب متنوعة. أحد هذه الأسباب هو مشكلة ?.......

Materials

Name	Company	Catalog Number	Comments
20 GA catheter	BD Insyte Autoguard Winged	381534	For mouse intubation
2,3,5-Triphenyltetrazolium chloride	Sigma	T8877	Necessary for TTC-staining brain for validation
532nm Laser	Quantel	Q-smart 850	Laser used to pump the OPO for PAT
Automatic Ventilator Rovent Jr.	Kent Scientific	RV-JR	To keep mice under anesthesia during surgical procedure
Black braided silk 4-0 USP	Surgical Specialties	SP116	Used for sutures on the neck for pMCAO surgery
Bupivacaine	Hospira	0409-1159-18	Used prior to closing wounds during surgical procedure
C57BL/6 Mice	Jackson Lab	#000664	Mice used for studying ischemic stroke (2-6 month old male/female)
Clear suture	Ethicon	8606	Used for closing wound (PT stroke and pMCAO). A clear suture won't interfere with PAT
Cold Light LED	Schott	KL 1600	Needed to create PT stroke
Disposable Razor Blade	Accutec Blades	74-0002	For sectioning mouse brain
Electric drill	JSDA	JD-700	Used to expose MCA during pMCAO procedure
Electrocauterization tool	Wet-Field	Wet-Field Bipolar-RG	Stops blood flow after drilling during pMCAO procedure
Hair removal gel	Veet	8282651	Used to remove hair from mouse prior to imaging
High Temperature Cautery Loop Tip	BOVIE Medical Corporation	REF AA03	Used to avoid bleeding when separating the temporal muscle from the skull
IR Detector Card	Thorlabs	VRC5	Used to ensure light path is aligned
Laser Power Meter	Ophir	StarBright, P/N 7Z01580	Can be used to calibrate the laser energy prior to imaging
Laser Speckle Imaging System	RWD Life Science Co.	RFLSI-III	Can be used to validate stroke surgery success
Lubricant Eye Ointment	Soothe	AB31336	Can be used to avoid drying of the eyes
Manually adjustable stage	Thorlabs	L490	Used with custom ramp for multiple focal depth AA imaging
Modified Vega Imaging System	Perkin Elmer	LLA00061	System containing both B-mode/AA and PAT transducers
Optical Parametric Oscillator	Quantel	versaScan-L532	Allows for tuning of excitation wavelength in a large range
Programmable Ultrasound System	Verasonics	Vantage 256	Used for PAT part of system
Rose Bengal	Sigma	330000	Necessary to induce PT stroke
Suture	LOOK	SP116	Used for permanent ligation of CCA
Temperature Contoller	Physitemp	TCAT-2	Used to maintain stable body temperature of mice during procedures
VesselVue Microbubbles	Perkin Elmer	P-4007001	Used for acoustic angiography (2.43 × 10^9 microbubbles/mL)