This work was partly supported by grants from the National Institutes of Health (NIH), under grant numbers R01 MH084021, R01 NS067015, R01 AG042753, NS076588, NS029029-20S1, R21 NS078656; and from National Multiple Sclerosis Society, under grant number of RG4707A2.

NOTA: El protocolo fue aprobado por la Universidad de Junta de Revisión Institucional de Texas Southwestern Medical Center. 1. Diagrama del Sistema Gasista Entrega y Pasos de la preparación antes del experimento <ol style="margin-left: 40px;"><li> Revisar el diagrama del sistema de suministro de gas (Figura 1). Llene una bolsa de 200 L Douglas (artículo # 1) con una mezcla de gas de grado médico que contiene 5% de CO2, 21% de O 2, y el 74% de N 2. </li><li> Coloque dos diafragmas (Tema 4 #) en el de dos vías sin reinspiración válvula (# 3) para asegurar el flujo de gas de una manera. Traiga esta válvula de dos vías montado y el relleno de gas Douglas bolsa (Artículo # 1) en la sala de imán. </li><li> Conecte el tubo de suministro de gas (Item # 7) al extremo de entrada de la válvula de dos vías (# 3). Conecte el tubo de suministro de gas (Item # 7) a un lado de la bobina de cabeza para el soporte de peso. Conectar el otro extremo del tubo de suministro de gas (Item # 7) a la Douglas lleno de gasbolsa (Artículo # 1). </li><li> Conecte la boquilla (artículo # 5) al tubo en forma de U (artículo # 12) a través de un conector de codo (artículo # 13 con el puerto de muestreo del gas de sellado). </li><li> Conecte el gas de muestreo de tubo (Tema 9 #) en el tubo en forma de U (artículo # 12) a través de otro conector codo (artículo # 13). </li><li> Conecte un pequeño filtro de aire (artículo # 11) al otro extremo de la tubería de gas de muestreo (punto 9 #). Conecte el otro extremo del filtro de aire (artículo # 11) para el CO 2 (artículo # 14) vigilar. </li><li> En la sala de control de la sala de RM, encienda el CO 2 (artículo # 14) y la oximetría de pulso (artículo # 15) monitores. Realizar una calibración automática para el monitor de CO 2. </li><li> Conecte los monitores a una computadora portátil a través de puertos USB. Abra el software HyperTerminal que se comunica con los monitores. Sincronizar &#39;veces con un temporizador anotando la hora del temporizador y el correspondiente monitores de los monitores de tiempos. Las diferencias de la hora del temporizador y los tiempos de los monitores se contabilizarán en pro de datosprocesamiento (paso 4.4). </li><li> Introduzca un extremo de una barra de señalización en una guía de ondas de manera que un extremo de la barra está dentro de la sala de imán y el otro extremo está en la sala de control. NOTA: La barra de señalización se utiliza para notificar al investigador dentro de la habitación imán durante la exploración cuando se cambia de la válvula de tres vías se necesita (2 Item #). </li></ol> 2. Procedimientos durante el experimento <ol style="margin-left: 40px;"><li> Pida al sujeto que se acueste en la camilla, pero no lo puso / ella en la cavidad del imán todavía. Indique al sujeto que pulsar el botón de la enfermera de guardia si se sienten molestias durante la exploración. Pida al sujeto que limpie su / su nariz con un pedazo de limpieza toallita para eliminar la grasa. </li><li> Instruya al sujeto a respirar por la boca y de establecer y mantener un ritmo de respiración. A continuación, aplicar una pinza en la nariz (artículo # 6) sobre el tema. </li><li> Conecte el extremo abierto del tubo en forma de U (artículo # 12) en el puerto medio de la válvula de dos vías (# 3) a través del elconector arco (Item # 13). </li><li> Con cuidado, coloque la boquilla en la boca del sujeto para que el sujeto pueda respirar por la boquilla. Conecte con cuidado el sensor de dedo de la oximetría de pulso (artículo # 15) hasta la punta del dedo del sujeto. </li><li> Asegúrese de que el jefe del sujeto está en el iso-centro de la bobina cabeza. Opere la camilla para colocarlo / ella dentro de la cavidad del imán. </li><li> Asegúrese de que uno estancias de investigadores dentro de la habitación imán para monitorear el tema y estar preparados para cambiar la válvula de tres vías en la bolsa de Douglas (artículo # 1). Asegúrese de que el investigador está usando tapones para los oídos y auriculares para bloquear el ruido de resonancia magnética. </li><li> Cierre la puerta de la habitación imán y, en la sala de control, compruebe la fracción de saturación ETCO 2 y arterial de oxígeno (SO 2) parámetros que aparecen en el CO 2 (artículo # 14) y la oximetría de pulso (artículo # 15) monitores. Iniciar la grabación de los parámetros en la computadora portátil. </li><li> Instruya al operador de la RM para empezar a escanear utilizando-Oxigenación-dependiente del nivel de sangre secuencia (BOLD). Para RM 3T escáner, los parámetros de imagen BOLD son: TR / TE = 1500/30 ms, flip ángulo = 60 °, campo de visión = 220 x 220 mm 2, la matriz = 64 x 64, 29 rebanadas, espesor = 5 mm, ningún espacio entre rebanadas, 361 volúmenes. Revise una hoja previamente preparada en la que aparece el tiempo de la conmutación de la válvula y el swing suavemente la barra de señalización cuando se necesita un interruptor. Preste mucha atención a la fisiología del sujeto, incluyendo la frecuencia cardíaca, SO2 y CO 2 ef. </li><li> Ahora, dentro de la habitación imán, encender la bolsa de Douglas (Item # 1) basado en el movimiento de la barra de señalización que controla el tipo de gas que el sujeto inspira. </li><li> Continuar este procedimiento para la duración del estudio. Durante el período de formación de imágenes 9 min, asegúrese de que la válvula de conmutación tiene lugar aproximadamente una vez cada minuto. Tenga en cuenta que la temporización del interruptor no tiene que ser exactamente precisa, siempre y cuando se registra el transcurso de tiempo EtCO2. &lt;br /&gt; NOTA: Si el sujeto presiona el botón de la enfermera de guardia durante la exploración, el análisis se abortará y el sujeto se mueve fuera de la cavidad del imán inmediatamente. El investigador se eliminará la pieza de la boca y la pinza en la nariz del sujeto. </li><li> Utilice el intercomunicador para notificar al tema que se ha completado la exploración. Tire de la camilla a cabo. Retire con cuidado la pinza en la nariz y la boquilla del sujeto al tiempo que proporciona la limpieza de tejido para el tema para limpiar la saliva. Retire con cuidado el sensor de dedo de la oximetría de pulso del sujeto. El tema entonces puede sentarse y bajar la camilla. </li></ol> 3. Procedimientos de limpieza después del experimento <ol style="margin-left: 40px;"><li> Deseche el tubo de muestreo de gas (Tema 9 #), Filtro de aire (artículo # 11), la boquilla (artículo # 5) y pinza en la nariz (artículo # 6). </li><li> Limpie los componentes reutilizables. Desconecte la válvula de dos vías (# 3) de los otros componentes y retire los diafragmas (Artículo # 4) de la válvula. Remoje el de dos víasválvula (# 3), el diafragma (Tema 4 #) y el tubo en forma de U (artículo # 12) en un desinfectante libre de fosfato concentrado, que contiene tensioactivos tales como Bacdown detergente desinfectante en un recipiente durante 20 minutos. La relación de dilución del desinfectante detergente y el agua destilada es 1:64. </li><li> Enjuague los elementos descritos en 3.2 a fondo con agua destilada. </li><li> Secar el tubo en forma de U (artículo # 12) con aire comprimido. Coloque la válvula de dos vías (# 3) y diafragmas (Tema 4 #) en una encimera clara y permiten que se sequen naturalmente y completamente. </li><li> Vacíe la bolsa de Douglas. Guarde la barra de señalización y el tubo gris. </li></ol> 4. Análisis de los datos para calcular CVR Mapa <ol style="margin-left: 40px;"><li> Guarde los datos de resonancia magnética en formato de archivo Dicom o cualquier otro formato específico del proveedor. Transferir los datos a un equipo de laboratorio y convertir los datos en serie archivo de volumen por volumen, en el que cada archivo contiene un volumen 3D (por ejemplo, imagen BOLD) correspondiente a un punto de tiempo. </li><li> Pre-proceso de los datos de imagen. Realizar imagen etapas pre-procesamiento que incluyen la realineación, normalización, y suavizado utilizando un script que llama a funciones de biblioteca que proporciona el software Statistical Parametric Mapping (SPM). Ver archivo de código suplementario 1 para un ejemplo de la secuencia de comandos del Matlab. </li><li> Utilice un guión para leer la grabación de CO 2, corregir el retraso tubos de muestreo al cambiar el curso del tiempo por una cantidad pre-calibrado (por ejemplo, 12 segundos en esta configuración que se determina como la diferencia de tiempo entre una respiración a la pieza de la boca y la apariencia de que la respiración en la grabación CO2), y extraer EtCO2 que es la envolvente (picos positivos) de la serie temporal en bruto. Ver archivo de código suplementario 2 para la secuencia de comandos del Matlab. </li><li> Basado en el temporizador de sincronización, los datos de segmento ETCO 2 para mantener solamente la grabación de 25 segundos antes de la primera adquisición de la imagen a 100 seg después de la última adquisición de la imagen. El curso temporal ETCO 2 esla función de entrada a la vasculatura y se utiliza como variable independiente en el análisis de regresión lineal descrita más adelante. </li><li> Identificar el retardo fisiológico entre ETCO 2 (medido en el pulmón) y la señal de MRI (medido en el cerebro) mediante el cálculo de coeficiente de correlación cruzada (CC) entre estos dos cursos de tiempo a diferentes desplazamientos de tiempo. El valor de desplazamiento que produce mayor CC se considera el momento óptimo. </li><li> El curso temporal ETCO 2 se desplaza por el retardo óptimo y sólo los puntos de tiempo correspondientes a las de la señal de MRI se conservan, dando como resultado una serie de tiempo que son de la misma longitud que la señal de MRI. </li><li> Llevar a cabo una regresión lineal voxel por voxel utilizando SPM en el que el transcurso de tiempo EtCO2 desplazado es la variable independiente y el curso de tiempo de la señal MRI es la variable dependiente. </li><li> Calcule voxel por voxel mapa de CVR <img alt="Ecuación 1" fo:content-width="2in" src="/files/ftp_upload/52306/52306eq1.jpg" /> donde (i, j, k) es tél voxel índice, β1 es el coeficiente de regresión asociado con EtCO2 y β0 es el coeficiente de regresión asociado con el término constante. min (ETCO 2) es el valor mínimo de ETCO 2 en el curso del tiempo. </li></ol>

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HL and PL are inventors of a provisional patent, owned by UT Southwestern Medical Center, that describes part of the gas delivery system.

Este informe presenta un sistema de suministro de gas compatible con MR y un protocolo experimental integral que permite el mapeo de la reactividad vascular en el cerebro humano. Un diagrama del sistema de suministro de gas se ilustra en la Figura 1. Todas las partes dentro de la habitación escáner de resonancia magnética son de plástico para garantizar su compatibilidad RM. El sistema puede ser conceptualmente dividido en tres sub-sistemas, incluyendo un sub-sistema de admisión de gas (bolsa, tubo de descarga, válvula de dos vías), un sub-sistema de interfaz de respiración (pinza en la nariz, boquilla, tubo en forma de U), y un sub-sistema de monitoreo (concentración de CO 2, la saturación de oxígeno, la frecuencia cardíaca, la frecuencia respiratoria). El sub-sistema de admisión de gas permite que el gas a ser inhalado para llegar a la válvula de dos vías. Sólo se inhala aire, pero no el aire exhalado, fluirá a través de esta sub-sistema. El subsistema de interfaz de la respiración permite al sujeto inhalar y exhalar el gas destinado. Tanto gas inhalado y exhalado fluya a través de este sub-sistema. El monitorinpor lo tanto g sub-sistema debe probar el gas en un punto a lo largo del sub-sistema de interfaz de respiración. Las aplicaciones clínicas de esta técnica pueden incluir evaluaciones de cerebro reserva vascular en enfermedades neurológicas tales como apoplejía, aterosclerosis, enfermedad de Moyamoya, la demencia vascular, la esclerosis múltiple, y tumor cerebral. La técnica también puede ser utilizado en estudios de resonancia magnética funcionales para normalizar o calibrar la señal fMRI para una mejor cuantificación de la actividad neural 23,24. Una característica importante del sistema propuesto y el protocolo experimental es que la mezcla de gas se puede suministrar al sujeto mientras que causan movimiento mínimo o malestar. Por lo tanto, es crítico para colocar el tubo en forma de U (Item # 12) tal que (y la boquilla conectada al extremo de la misma), naturalmente, cae hacia abajo en la boca del sujeto. De esta manera, el tema no tiene que usar su músculo facial para sostener o apoyar la boquilla. También es importaciónhormiga para ser conscientes de que el tema no va a ser capaz de hablar mientras la boquilla está en su boca. Por lo tanto, el investigador debe evitar hablar del tema con un tono de pregunta. En cambio, las instrucciones definitivas, sólo se debe dar claras. Además, un investigador debe prestar mucha atención a los parámetros fisiológicos (por ejemplo, ETCO 2, SO 2, la frecuencia cardíaca, la frecuencia respiratoria) durante todo el transcurso del experimento y responder rápidamente cuando uno o más de los parámetros fisiológicos se desvían fuera del rango típico . Mientras que un estudio exhaustivo de otros sistemas de suministro de gas utilizado en la literatura está más allá del alcance de este artículo, es útil para comparar el sistema actual a unas pocas se usan habitualmente 17,18. Una diferencia importante es que nuestro sistema utiliza una boquilla para entregar el gas destinado mientras que la mayoría de los otros sistemas han usado una máscara en el diseño. Las complicaciones potenciales de usar una máscara de dos pliegues. En primer lugar, una máscara occupies una cantidad considerable de espacio, y no siempre puede ser factible para ajustarse a la máscara en el estrecho espacio dentro de la bobina cabeza, teniendo en cuenta que, para muchos temas, sus narices casi se toque la bobina de la cabeza, incluso sin una máscara. Este es especialmente el caso para las bobinas de la cabeza destinadas a lograr una alta sensibilidad, que normalmente están diseñados para encajar firmemente a la cabeza del sujeto. Una segunda complicación asociada con un diseño de la máscara es que hay gran espacio dentro de la máscara lo que resulta en una mezcla sustancial de gas inhalado y exhalado. En consecuencia, podría afectar a la precisión de la medición de CO 2 ef, que idealmente debe basarse solamente en gas exhalado. Precisa ETCO 2 es, por supuesto, importante para la fiabilidad del mapa CVR. Otra diferencia importante de nuestro sistema en comparación con muchos otros sistemas es que nuestro sistema entrega el gas de una bolsa en lugar de un tanque de gas. Por lo tanto, los tanques no son necesarios en el área del escáner, ahorrando un valioso espacio en la cont<html> sala de rol de una sala de RM. En nuestro diseño, traemos la bolsa antes del inicio de la exploración y, a raíz de la exploración, la bolsa se vacía, doblado, y guardar. Finalmente, en comparación con otros sistemas de 18,21, el sistema de suministro de gas actual es más simple, requiere menos tiempo de entrenamiento, y sus consumibles son menos costosos. Cabe señalar que, aunque el protocolo presentado en este informe se ha centrado principalmente en la inhalación de CO 2, el sistema de suministro de gas presentado permite la entrega de otras mezclas de gas (por ejemplo, cualquier fracción de O 2, cualquier fracción de CO 2, cualquier fracción de N 2, y su combinación) a un ser humano para que respire mientras que s / que se ha quedado en el interior del escáner de resonancia magnética. También se puede utilizar el sistema de suministro de gas fuera del contexto de MRI, por ejemplo, en conjunción con electroencefalograma (EEG), magnetoencefalograma (MEG), tomografía por emisión de positrones (PET), o formación de imágenes óptima. _content &quot;&gt; Al proporcionar una recomendación de los parámetros de imagen, nos hemos centrado principalmente en la secuencia BOLD. Otra secuencia que se puede utilizar potencialmente en la cartografía CVR es arterial spin Etiquetado (ASL) MRI, que proporciona una medida cuantitativa del flujo sanguíneo cerebral (FSC) en unidades fisiológicas (ml de sangre por cada 100 g de tejido por minuto). Por lo tanto, la ventaja de la cartografía CVR basado en ASL es que los resultados son fáciles de interpretar, a diferencia de la señal BOLD que refleja un efecto combinado del flujo sanguíneo, volumen de sangre, así como posibles contribuciones de alteraciones metabólicas del cerebro durante el CO 2 desafío 25-27. Sin embargo, una limitación de la técnica de ASL es que su sensibilidad es varios pliegues menor que la de BOLD 28. Como resultado, nuestra experiencia es que, en la actualidad, es muy difícil de obtener un nivel individual, voxel por voxel mapa CVR usando ASL. Por lo tanto, para los estudios de aplicación de la CVR, utilizamos principalmente la secuencia BOLD y por lo tanto también se centran en esta técnica en ourecomendaciones r. Una limitación del presente método es que la respiración a través de una boquilla con la nariz tapada (por una pinza en la nariz) no es totalmente natural y algunos sujetos (especialmente los pacientes) puede percibir esto como una fuente de incomodidad. Respirar con la boquilla y la nariz clip también puede exacerbar la sensación de claustrofobia. Además, el sujeto puede experimentar sequedad en la boca debido a la respiración por la boca sólo. Por lo tanto, se recomienda que el investigador intenta su mejor para completar el experimento con rapidez. Por último, es importante señalar que, según la experiencia de los autores, la incomodidad potencial mencionado anteriormente es transitoria y desaparece en cuanto se terminó el experimento.

El cerebro representa aproximadamente el 2% del peso corporal total, pero consume aproximadamente el 20% de la energía total 1. No es de extrañar, suficiente y cuidadosamente regulado suministro de sangre es fundamental para cumplir con esta alta demanda de energía y para que el cerebro funcione correctamente. Además, el cerebro es un órgano espacialmente heterogénea y temporalmente dinámico, con diferentes regiones que requieren diferente cantidad de suministro de sangre a distintas horas. Por lo tanto, la modulación dinámica de suministro de sangre representa un requisito importante en circulación cerebro humano. Afortunadamente, se sabe que los vasos sanguíneos no son simplemente tubos rígidos y que una función importante de los vasos sanguíneos es dilatar y constreñir basado en la demanda del cerebro y de las condiciones fisiológicas 2. Esta propiedad funcional del buque, conocido como Cerebral Vascular-Reactividad (CVR), se cree que es un indicador útil de la salud vascular y puede encontrar aplicaciones en varios conditio neurológicans como el ictus 3, demencia 4, 5 aterosclerosis, enfermedades de los vasos pequeños 6, tumor cerebral 7, enfermedad moyamoya 8, y la drogadicción 9. En la fisiología y la literatura anestesiología, se sabe que, debido a CO 2 de gas es un potente vasodilatador, CVR se puede evaluar mediante la alteración del nivel de CO 2 arterial (por ejemplo, la inhalación de una pequeña cantidad de CO 2), mientras que el seguimiento de las respuestas vasculares 10-13 . En el campo de la imagen y radiología, mapeo CVR mediante resonancia magnética está emergiendo rápidamente como un nuevo marcador de interés para muchos científicos básicos y clínicos 8,14-19. Se estima por lo general mediante el examen de la cantidad de la respuesta vascular es inducida por un desafío vasoactivo. Sin embargo, hay una necesidad de avances técnicos en el sistema de suministro de gas y estandarización del protocolo experimental. Entrega de mezcla especial de gas a un sujeto en el interior del escáner de resonancia magnética no es consideraciones triviales y especialesson necesarios para un diseño compatible con resonancia magnética. Consideraciones especiales son necesarios en el diseño del sistema de suministro de gas con capacidad para un MRI. Estas consideraciones especiales incluyen: 1) todos los componentes deben ser no metálico (metal no se puede utilizar dentro de la RM); 2) el sistema debe funcionar en un pequeño espacio que el sistema de resonancia magnética y su bobina cabeza permiten; 3) el sistema debe funcionar con una posición acostada (como escáner de resonancia magnética requiere) en lugar de sentarse, sin molestias; 4) parámetros fisiológicos relevantes, como el CO2 espiratorio final (EtCO2, una aproximación del contenido de CO2 en la sangre arterial) y la saturación arterial de oxígeno, se deben registrar con precisión con segundos de precisión de la cronología y almacenados en un ordenador para uso de análisis. Estos problemas pueden limitar el alcance de las aplicaciones de mapeo CVR. En este informe, presentamos un protocolo experimental que utiliza un sistema de suministro de gas integral para modular el contenido de gas inspirado mientras el sujeto está mintiendo en el interior del escáner de resonancia magnética. Nosotrosing este enfoque, el investigador puede aplicar de manera no invasiva un estímulo vasoactivo al participante con las mínimas molestias o el movimiento a granel. Parámetros fisiológicos y las imágenes de resonancia magnética se registraron durante todo el período de aproximadamente 9 min, que consistía en bloques alternos (1 min por bloque) de espacio al aire y la respiración de gas hipercápnica. Se presentan resultados representativos. Se discuten las posibles aplicaciones y limitaciones.

<table border="0" cellpadding="0" cellspacing="0" width="978">
	<tbody>
		<tr height="61">
			<td height="61" style="height:61px;width:211px;">Name of the Material/Equipment</td>
			<td style="width:171px;">Company</td>
			<td style="width:109px;">Catalog number</td>
			<td style="width:179px;">Description</td>
			<td style="width:311px;">Website</td>
		</tr>
		<tr height="20">
			<td height="20" style="height:20px;">Douglas bag&#160;</td>
			<td>Harvard Apparatus</td>
			<td>500942</td>
			<td>200-liter capacity</td>
			<td>http://www.harvardapparatus.com/webapp/wcs/stores/servlet/catalog_11051_10001_-1_HAI?gclid=CN_woMnCwboCFWpk7AodL1YA8g</td>
		</tr>
		<tr height="34">
			<td height="34" style="height:34px;">Three-way valve</td>
			<td>Hans Rudolph</td>
			<td>CR1207</td>
			<td>100% plastic</td>
			<td>www.rudolphkc.com&#160;</td>
		</tr>
		<tr height="20">
			<td height="20" style="height:20px;">Two-way non-rebreathing valve</td>
			<td>Hans Rudolph</td>
			<td>CR1480</td>
			<td>22mm/ 15mm ID</td>
			<td>www.rudolphkc.com&#160;</td>
		</tr>
		<tr height="34">
			<td height="34" style="height:34px;">Diaphragm</td>
			<td>Hans Rudolph</td>
			<td>602021-2608</td>
			<td>Size: medium, Type: spiral</td>
			<td>www.rudolphkc.com&#160;</td>
		</tr>
		<tr height="34">
			<td height="34" style="height:34px;">Mouth piece</td>
			<td>Hans Rudolph</td>
			<td>602076</td>
			<td>Silicone, Model #&#160;9061</td>
			<td>www.rudolphkc.com&#160;</td>
		</tr>
		<tr height="20">
			<td height="20" style="height:20px;">Nose clip</td>
			<td>Hans Rudolph</td>
			<td>201413</td>
			<td>Plastic foam, Model #9014</td>
			<td>www.rudolphkc.com&#160;</td>
		</tr>
		<tr height="20">
			<td height="20" style="height:20px;">Gas delivery tube</td>
			<td>Vacumed</td>
			<td>1011-108</td>
			<td></td>
			<td>http://www.vacumed.com/zcom/product/Product.do?compid=27&#38;prodid=7665</td>
		</tr>
		<tr height="20">
			<td height="20" style="height:20px;">Blue cuff</td>
			<td>Vacumed</td>
			<td>22254</td>
			<td></td>
			<td>http://www.vacumed.com/zcom/product/Product.do?compid=27&#38;prodid=343</td>
		</tr>
		<tr height="20">
			<td height="20" style="height:20px;">Gas sampling tube</td>
			<td>QoSINA</td>
			<td>T4305</td>
			<td>Thin</td>
			<td>http://www.qosina.com/catalog/part.asp?partno=T4305</td>
		</tr>
		<tr height="20">
			<td height="20" style="height:20px;">Male luer</td>
			<td>QoSINA</td>
			<td>11547</td>
			<td></td>
			<td>http://www.qosina.com/catalog/part.asp?partno=11547</td>
		</tr>
		<tr height="20">
			<td height="20" style="height:20px;">Hydrophobic filter</td>
			<td>Philips Medical Systems</td>
			<td>9906-00</td>
			<td>Disposable</td>
			<td>http://www.healthcare.philips.com/us_en/products/index.wpd?Int_origin=3_HC_landing_main_us_en_top-nav_products</td>
		</tr>
		<tr height="20">
			<td height="20" style="height:20px;">U-shape tube</td>
			<td>Made in-house</td>
			<td></td>
			<td></td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="20">
			<td height="20" style="height:20px;">Elbow connector</td>
			<td>QoSINA</td>
			<td>51033</td>
			<td></td>
			<td>www.qosina.com</td>
		</tr>
		<tr height="20">
			<td height="20" style="height:20px;">EtCO2monitor</td>
			<td>Philips Medical Systems</td>
			<td>Model 1265</td>
			<td></td>
			<td>http://www.healthcare.philips.com/us_en/products/index.wpd?Int_origin=3_HC_landing_main_us_en_top-nav_products</td>
		</tr>
		<tr height="20">
			<td height="20" style="height:20px;">Pulse oximetry&#160;</td>
			<td>Invivo</td>
			<td>Expression</td>
			<td>MRI Monitoring Systems</td>
			<td>http://www.invivocorp.com/monitors/monitorinfo.php?id=7</td>
		</tr>
		<tr height="20">
			<td height="20" style="height:20px;">MRI scanner&#160;</td>
			<td>Philips</td>
			<td>Achieva 3.0T TX</td>
			<td></td>
			<td>http://www.healthcare.philips.com/main/products/mri/systems/achievaTX/?Int_origin=2_HC_mri_main_global_en_systems_achieva30ttx</td>
		</tr>
		<tr height="40">
			<td height="40" style="height:40px;">Disinfectant</td>
			<td>Fisher Scientific</td>
			<td>04-355-13</td>
			<td style="width:179px;">Decon&#8482; BDD&#8482; Bacdown&#8482; Detergent Disinfectant</td>
			<td>http://www.fishersci.com/ecomm/servlet/itemdetail?storeId=10652&#38;langId=-1&#38;catalogId=29104&#38;productId=3426739&#38;distype=0&#38;highlightProductsItemsFlag=Y&#38;fromSearch=1&#38;searchType=PROD&#38;hasPromo=0</td>
		</tr>
	</tbody>
</table>

mri mapping of cerebrovascular reactivity via gas inhalation challenges

El cerebro es un órgano espacialmente heterogénea y temporalmente dinámico, con diferentes regiones que requieren diferente cantidad de suministro de sangre a distintas horas. Por lo tanto, la capacidad de los vasos sanguíneos se dilaten o se contraigan, conocido como Cerebral Vascular-Reactividad (CVR), representa un importante dominio de la función vascular. Un marcador de imagen que representa a esta propiedad dinámica proporcionará nueva información de los vasos cerebrales en condiciones normales y enfermas como el derrame cerebral, la demencia, la aterosclerosis, enfermedades de los vasos pequeños, tumor cerebral, lesión cerebral traumática, y la esclerosis múltiple. Para realizar este tipo de mediciones en los seres humanos, es necesario entregar un estímulo vasoactivas como el CO 2 y / o mezcla de gases O2 mientras cerebrales cuantitativa imágenes de resonancia magnética (MRI) se están recogiendo. En este trabajo, presentamos un sistema MR compatible gas-parto y el protocolo asociado para permitir la entrega de las mezclas de gases especiales (por ejemplo, </em&gt; O 2, CO 2, N 2, y sus combinaciones), mientras que el sujeto está mintiendo en el interior del escáner de resonancia magnética. Este sistema es relativamente simple, económica y fácil de usar, y el protocolo experimental permite la cartografía precisa de CVR tanto en voluntarios sanos y pacientes con trastornos neurológicos. Este enfoque tiene el potencial para ser utilizado en aplicaciones clínicas amplias y en una mejor comprensión de la fisiopatología vascular cerebral. En el video, se demuestra cómo configurar el sistema dentro de una sala de RM y cómo llevar a cabo un experimento completa en un participante humano.

Dos tipos de datos se recogen con el protocolo propuesto, grabaciones fisiológicas y las imágenes de RM. Las figuras 2 y 3 muestran los registros de parámetros fisiológicos de un sujeto representativo. Negro traza en la Figura 2 muestra el curso temporal CO 2 registrada por el monitor de CO 2, que representa el contenido de CO 2 en el aire muestreado cerca de la boquilla. Tenga en cuenta que esta traza fluctúa rápidamente como una función del tiempo. Esto es porque, durante la fase de inhalación del ciclo de respiración, esta grabación refleja el contenido de CO 2 en el aire inhalando y, durante la fase de exhalación, esta grabación refleja el contenido de CO 2 en el aire exhalado. Como tal, el pico superior de cada ciclo de respiración, referido como final de la espiración CO 2 o ETCO 2, representa el contenido de CO 2 en el pulmón, que se puede utilizar aproximadamente como la concentración de CO 2 en la sangre arterial. Nota ªen la concentración de CO2 en la sangre arterial es la fuerza motriz, es decir, la función de entrada, de la respuesta vasodilatadora. Los picos de la CO 2 trace (curva roja en la Figura 2) se delinearon con un algoritmo de detección que busca el pico durante cada respiración, en combinación con la inspección manual y corrección. Esto fue seguido por una mediana de filtrado para eliminar picos abruptos debido a la respiración parcial y dar cuenta de la mezcla de sangre durante el curso del flujo de los vasos pulmonares a los vasos cerebrales. El curso de tiempo final ETCO 2 se muestra por la curva verde en la figura 2 y se utiliza en el cálculo de CVR. La Figura 3 muestra la evolución temporal de la frecuencia respiratoria, la fracción de saturación arterial de oxígeno (SO 2), y la frecuencia cardíaca. La frecuencia respiratoria se obtiene desde el monitor de CO 2, mientras que el SO 2 y el ritmo cardíaco se obtienen de la oximetría de pulso. Como se puede seen, estos parámetros no muestran un cambio sistemático con el reto hipercapnia. Tenga en cuenta que la hipercapnia no causar hiperventilación en el tema, por lo tanto la presión parcial de O 2 en el pulmón aumentará modestamente. Sin embargo, su impacto en el SO 2 es mínimo, ya que la hemoglobina de la sangre ya está saturado en gran medida a respirar aire de la habitación y la curva de disociación del oxígeno es más bien plano dentro de ese rango. La figura 4 muestra las imágenes de RM BOLD representativas en diverso tiempo del experimento. También se muestra el promedio de intensidad de señal (en unidades arbitrarias MR). Se puede observar que la señal BOLD en el cerebro muestra un incremento con inhalación de CO2. Tenga en cuenta que la diferencia de señal entre la sala de aire y CO 2 períodos es del orden de 1-3% en amplitud. La combinación de datos de grabaciones fisiológicas y las imágenes de RM, un mapa CVR voxel por voxel se puede calcular. Figura 5 muestra representativaMapas de RCV (en unidades de cambio de señal% por mmHg CO2 cambio) de un sujeto sano escaneada en cinco días diferentes, lo que demuestra una excelente reproducibilidad de los resultados. La técnica propuesta se ha aplicado hasta ahora en los estudios sobre el envejecimiento 20, Enfermedad de Alzheimer 4, la esclerosis múltiple 21, y la práctica de ejercicio 22. <img alt="Figura 1" src="/files/ftp_upload/52306/52306fig1highres.jpg" /> Figura 1. Esquema del sistema de suministro de gas. <a href="https://www.jove.com/files/ftp_upload/52306/52306fig1large.jpg" target="_blank">Haga clic aquí para ver una versión más grande de esta figura.</a> <img alt="Figura 2" src="/files/ftp_upload/52306/52306fig2highres.jpg" /> Figura 2. CO 2 curso temporal de un sujeto representante dullamar al experimento. Los segmentos de la CO 2 contenido rastro respiración a respiración registrados por el monitor de CO 2 se muestran para el período respiro de aire (abajo a la izquierda) y el período de la inhalación de CO 2 al 5% (inferior derecha). ETCO 2 cursos de tiempo extraídos se muestran en las curvas de color. <a href="https://www.jove.com/files/ftp_upload/52306/52306fig2large.jpg" target="_blank">Por favor, haga clic aquí para ver una versión más grande de esta figura.</a> <img alt="Figura 3" src="/files/ftp_upload/52306/52306fig3highres.jpg" /> Figura 3. Grabado parámetros fisiológicos de un sujeto representante durante el experimento. (A) Frecuencia respiratoria (bpm, respiración por minuto) curso temporal de la asignatura. (B), de modo 2 (%) curso temporal de la asignatura. (C) Corazón tasa (bpm, venció por minuto) evolución en el tiempo de la asignatura. El sujeto es el<html> mismo que el de la figura 1. <a href="https://www.jove.com/files/ftp_upload/52306/52306fig3large.jpg" target="_blank">Haga clic aquí para ver una versión más grande de esta figura.</a> <img alt="Figura 4" src="/files/ftp_upload/52306/52306fig4highres.jpg" /> Figura 4. Representante imágenes de RM BOLD en diverso tiempo del experimento. Intensidades de señal promedio de los cortes de cerebro que se muestra (corte axial Nº 54 en el espacio MNI) se mostró en la fila inferior. <a href="https://www.jove.com/files/ftp_upload/52306/52306fig4large.jpg" target="_blank">Por favor, haga clic aquí para ver una versión más grande de esta figura.</a> <img alt="Figura 5" src="/files/ftp_upload/52306/52306fig5highres.jpg" /> Figura 5. Representante CVR mapa de un sujeto representativo..jove.com / files / ftp_upload / 52306 / 52306fig5large.jpg &quot;target =&quot; _ blank &quot;&gt; Haga clic aquí para ver una versión más grande de esta figura.

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MRI Mapping of Cerebrovascular Reactivity via Gas Inhalation Challenges

Non-invasive imaging of the brain vasculature&#8217;s ability to dilate or constrict may allow a better understanding of cerebrovascular pathophysiology in various neurological diseases. The present report describes a reproducible and patient-comfortable protocol to perform vascular reactivity imaging in humans using magnetic resonance imaging (MRI).

Mapeo de resonancia magnética de la reactividad cerebrovascular mediante gas para inhalación Desafíos

The brain is a spatially heterogeneous and temporally dynamic organ, with different regions requiring different amount of blood supply at different time. ...

mri-mapping-cerebrovascular-reactivity-via-gas-inhalation

Research

JoVE Journal

Medicine

13.9K vistas.  University of Texas Southwestern Medical Center. Non-invasive imaging of the brain vasculature’s ability to dilate or constrict may allow a better understanding of cerebrovascular pathophysiology in various neurological diseases. The present report describes a reproducible and patient-comfortable protocol to perform vascular reactivity imaging in humans using magnetic resonance imaging (MRI).

Video: MRI Mapping of Cerebrovascular Reactivity via Gas Inhalation Challenges

Microsurgical Venous Pouch Arterial-Bifurcation Aneurysms in the Rabbit Model: Technical Aspects

For ruptured human cerebral aneurysms endovascular embolization has become an equivalent alternative to aneurysm clipping.1 However, large clinical trials have shown disappointing long-term results with unacceptable high rates of aneurysm recanalization and delayed aneurysm rupture.2 To overcome these problems, animal experimental studies are crucial for the development of better endovascular devices.3-5
Several animal models in rats, rabbits, canines and swine are available.6-8 Comparisons of the different animal models showed the superiority of the rabbit model with regard to hemodynamics and comparability of the coagulation system and cost-effectiveness.9-11 
The venous pouch arterial bifurcation model in rabbits is formed by a venous pouch sutured into an artificially created true bifurcation of both common carotid arteries (CCA). The main advantage of this model are true bifurcational hemodynamics.12 The major drawbacks are the sofar high microsurgical technical demands and high morbidity and mortality rates of up to 50%.13 These limitations have resulted in less frequent use of this aneurysm model in the recent years. These shortcomings could be overcome with improved surgical procedures and modified peri- and postoperative analgetic management and anticoagulation.14-16 Our techniques reported in this paper demonstrate this optimized technique for microsurgical creation of arterial bifurcation aneurysms.

An optimized technique for the microsurgical creation of arterial bifurcation aneurysms mimicking bifurcation human cerebral aneurysms is described. A venous pouch is sutured into an artificially created true bifurcation of both common carotid arteries. Facilitated microsurgical techniques and aggressive postoperative anticoagulation and analgesia lead to minimized morbidity rates and high aneurysm patency rates.

Microcirugía venosa bolsa arterial-Bifurcación Los aneurismas en el modelo de conejo: Aspectos Técnicos

For ruptured human cerebral aneurysms endovascular embolization has become an equivalent alternative to aneurysm clipping.1 However, large clinical trials ...

Investigación

Medicina

Visualization and Analysis of Blood Flow and Oxygen Consumption in Hepatic Microcirculation: Application to an Acute Hepatitis Model

There is a considerable discrepancy between oxygen supply and demand in the liver because hepatic oxygen consumption is relatively high but about 70% of the hepatic blood supply is poorly oxygenated portal vein blood derived from the gastrointestinal tract and spleen. Oxygen is delivered to hepatocytes by blood flowing from a terminal branch of the portal vein to a central venule via sinusoids, and this makes an oxygen gradient in hepatic lobules. The oxygen gradient is an important physical parameter that involves the expression of enzymes upstream and downstream in hepatic microcirculation, but the lack of techniques for measuring oxygen consumption in the hepatic microcirculation has delayed the elucidation of mechanisms relating to oxygen metabolism in liver. We therefore used FITC-labeled erythrocytes to visualize the hepatic microcirculation and used laser-assisted phosphorimetry to measure the partial pressure of oxygen in the microvessels there. Noncontact and continuous optical measurement can quantify blood flow velocities, vessel diameters, and oxygen gradients related to oxygen consumption in the liver. In an acute hepatitis model we made by administering acetaminophen to mice we observed increased oxygen pressure in both portal and central venules but a decreased oxygen gradient in the sinusoids, indicating that hepatocyte necrosis in the pericentral zone could shift the oxygen pressure up and affect enzyme expression in the periportal zone. In conclusion, our optical methods for measuring hepatic hemodynamics and oxygen consumption can reveal mechanisms related to hepatic disease.

An optical system was developed to visualize hepatic microcirculation with FITC-labeled erythrocytes and to measure the partial pressure of oxygen in the microvessels with laser-assisted phosphorimetry. This method can be used to investigate physiological and pathological mechanisms by analyzing microvascular structure, diameter, blood flow velocity, and oxygen tension.

Visualización y análisis de flujo de la sangre y del consumo de oxígeno en la microcirculación hepática: Aplicación a un Modelo de cuadro de hepatitis aguda

There is a considerable discrepancy between oxygen supply and demand in the liver because hepatic oxygen consumption is relatively high but about 70% of ...

In vivo 19F MRI for Cell Tracking

In vivo 19F MRI allows quantitative cell tracking without the use of ionizing radiation. It is a noninvasive technique that can be applied to humans. Here, we describe a general protocol for cell labeling, imaging, and image processing. The technique is applicable to various cell types and animal models, although here we focus on a typical mouse model for tracking murine immune cells. The most important issues for cell labeling are described, as these are relevant to all models. Similarly, key imaging parameters are listed, although the details will vary depending on the MRI system and the individual setup. Finally, we include an image processing protocol for quantification. Variations for this, and other parts of the protocol, are assessed in the Discussion section. Based on the detailed procedure described here, the user will need to adapt the protocol for each specific cell type, cell label, animal model, and imaging setup. Note that the protocol can also be adapted for human use, as long as clinical restrictions are met.

In vivo 19F MRI for Cell Tracking

We describe a general protocol for in vivo cell tracking using MRI in a mouse model with ex vivo labeled cells. A typical protocol for cell labeling, image acquisition processing and quantification is included.

In vivo MRI de 19F para el seguimiento de la célula

In vivo 19F MRI allows quantitative cell tracking without the use of ionizing radiation. It is a noninvasive technique that can be applied to humans. ...

MRI and PET in Mouse Models of Myocardial Infarction

Myocardial infarction is one of the leading causes of death in the Western world. The similarity of the mouse heart to the human heart has made it an ideal model for testing novel therapeutic strategies.
In vivo magnetic resonance imaging (MRI) gives excellent views of the heart noninvasively with clear anatomical detail, which can be used for accurate functional assessment. Contrast agents can provide basic measures of tissue viability but these are nonspecific. Positron emission tomography (PET) is a complementary technique that is highly specific for molecular imaging, but lacks the anatomical detail of MRI. Used together, these techniques offer a sensitive, specific and quantitative tool for the assessment of the heart in disease and recovery following treatment.
In this paper we explain how these methods are carried out in mouse models of acute myocardial infarction. The procedures described here were designed for the assessment of putative protective drug treatments. We used MRI to measure systolic function and infarct size with late gadolinium enhancement, and PET with fluorodeoxyglucose (FDG) to assess metabolic function in the infarcted region. The paper focuses on practical aspects such as slice planning, accurate gating, drug delivery, segmentation of images, and multimodal coregistration. The methods presented here achieve good repeatability and accuracy maintaining a high throughput.

We describe how to perform MRI and PET imaging of the mouse heart. The protocol is tailored to assess treatment efficacy in models of myocardial infarction and heart failure.

Resonancia magnética y PET en modelos de ratón de infarto de miocardio

Myocardial infarction is one of the leading causes of death in the Western world. The similarity of the mouse heart to the human heart has made it an ...

Coordinate Mapping of Hyolaryngeal Mechanics in Swallowing

Characterizing hyolaryngeal movement is important to dysphagia research. Prior methods require multiple measurements to obtain one kinematic measurement whereas coordinate mapping of hyolaryngeal mechanics using Modified Barium Swallow (MBS) uses one set of coordinates to calculate multiple variables of interest. For demonstration purposes, ten kinematic measurements were generated from one set of coordinates to determine differences in swallowing two different bolus types. Calculations of hyoid excursion against the vertebrae and mandible are correlated to determine the importance of axes of reference.
To demonstrate coordinate mapping methodology, 40 MBS studies were randomly selected from a dataset of healthy normal subjects with no known swallowing impairment. A 5 ml thin-liquid bolus and a 5 ml pudding swallows were measured from each subject. Nine coordinates, mapping the cranial base, mandible, vertebrae and elements of the hyolaryngeal complex, were recorded at the frames of minimum and maximum hyolaryngeal excursion. Coordinates were mathematically converted into ten variables of hyolaryngeal mechanics.
Inter-rater reliability was evaluated by Intraclass correlation coefficients (ICC). Two-tailed t-tests were used to evaluate differences in kinematics by bolus viscosity. Hyoid excursion measurements against different axes of reference were correlated. Inter-rater reliability among six raters for the 18 coordinates ranged from ICC = 0.90 - 0.97. A slate of ten kinematic measurements was compared by subject between the six raters. One outlier was rejected, and the mean of the remaining reliability scores was ICC = 0.91, 0.84 - 0.96, 95% CI. Two-tailed t-tests with Bonferroni corrections comparing ten kinematic variables (5 ml thin-liquid vs. 5 ml pudding swallows) showed statistically significant differences in hyoid excursion, superior laryngeal movement, and pharyngeal shortening (p &#60; 0.005). Pearson correlations of hyoid excursion measurements from two different axes of reference were: r = 0.62, r2 = 0.38, (thin-liquid); r = 0.52, r2 = 0.27, (pudding).
Obtaining landmark coordinates is a reliable method to generate multiple kinematic variables from video fluoroscopic images useful in dysphagia research.

Coordinate mapping is a method of documenting salient features of hyolaryngeal biomechanics in the pharyngeal phase of swallowing. This methodology uses image analysis software to record coordinates of anatomical landmarks. These coordinates are imported into an excel macro and translated into kinematic variables of interest useful in dysphagia research.

Coordinar Mapeo de Mecánica Hyolaryngeal en la deglución

Characterizing hyolaryngeal movement is important to dysphagia research. Prior methods require multiple measurements to obtain one kinematic measurement ...

Measuring Cardiac Autonomic Nervous System (ANS) Activity in Toddlers - Resting and Developmental Challenges

The autonomic nervous system (ANS) consists of two branches, the parasympathetic and sympathetic nervous systems, and controls the function of internal organs (e.g., heart rate, respiration, digestion) and responds to everyday and adverse experiences 1. ANS measures in children have been found to be related to behavior problems, emotion regulation, and health 2-7. Therefore, understanding the factors that affect ANS development during early childhood is important. Both branches of the ANS affect young children&#8217;s cardiovascular responses to stimuli and have been measured noninvasively, via external monitoring equipment, using valid and reliable measures of physiological change 8-11. However, there are few studies of very young children with simultaneous measures of the parasympathetic and sympathetic nervous systems, which limits understanding of the integrated functioning of the two systems. In addition, the majority of existing studies of young children report on infants&#8217; resting ANS measures or their reactivity to commonly used mother-child interaction paradigms, and less is known about ANS reactivity to other challenging conditions. We present a study design and standardized protocol for a non-invasive and rapid assessment of cardiac autonomic control in 18 month old children. We describe methods for continuous monitoring of the parasympathetic and sympathetic branches of the ANS under resting and challenge conditions during a home or laboratory visit and provide descriptive findings from our sample of 140 ethnically diverse toddlers using validated equipment and scoring software. Results revealed that this protocol can produce a range of&#160;physiological responses to both resting and developmentally challenging conditions, as indicated by changes in heart rate and indices of parasympathetic and sympathetic activity. Individuals demonstrated&#160;variability in resting levels, responses to challenges, and challenge reactivity, which provides additional evidence that this protocol is useful for the examination of ANS individual differences for toddlers.

Measuring Cardiac Autonomic Nervous System ANS Activity in Toddlers - Resting and Developmental Challenges

We describe the methods for continuous monitoring of the autonomic nervous system under resting and challenge conditions with 18 month old children. Results revealed that this protocol can produce meaningful physiological responses in both branches of the autonomic nervous system and elicit significant individual variability in patterns of responses.

La medición del sistema nervioso autónomo cardíaco (ANS) La actividad en los niños pequeños - Descansar y Desafíos del Desarrollo

The autonomic nervous system (ANS) consists of two branches, the parasympathetic and sympathetic nervous systems, and controls the function of internal ...

Preparation Steps for Measurement of Reactivity in Mouse Retinal Arterioles Ex Vivo

Vascular insufficiency and alterations in normal retinal perfusion are among the major factors for the pathogenesis of various sight-threatening ocular diseases, such as diabetic retinopathy, hypertensive retinopathy, and possibly glaucoma. Therefore, retinal microvascular preparations are pivotal tools for physiological and pharmacological studies to delineate the underlying pathophysiological mechanisms and to design therapies for the diseases. Despite the wide use of mouse models in ophthalmic research, studies on retinal vascular reactivity are scarce in this species. A major reason for this discrepancy is the challenging isolation procedures owing to the small size of these retinal blood vessels, which is ~ &#8804; 30 &#181;m in luminal diameter. To circumvent the problem of direct isolation of these retinal microvessels for functional studies, we established an isolation and preparation technique that enables ex vivo studies of mouse retinal vasoactivity under near-physiological conditions. Although the present experimental preparations will specifically refer to the mouse retinal arterioles, this methodology can readily be employed to microvessels from rats.

Preparation Steps for Measurement of Reactivity in Mouse Retinal Arterioles Ex Vivo

Many vision-threatening ocular diseases are associated with dysfunctional retinal microvessels. Therefore, the measurement of retinal arteriole responses is important to investigate the underlying pathophysiological mechanisms. This article describes a detailed protocol for mouse retinal arteriole isolation and preparation to assess the effects of vasoactive substances on vascular diameter.

Pasos de preparación para la medición de la reactividad en ratón arteriolas retinianas Ex Vivo

Vascular insufficiency and alterations in normal retinal perfusion are among the major factors for the pathogenesis of various sight-threatening ocular ...

Novel Methods for Intranasal Administration Under Inhalation Anesthesia to Evaluate Nose-to-Brain Drug Delivery

Intranasal administration has been reported to be a potential pathway for nose-to-brain delivery of therapeutic agents that circumvents the blood-brain barrier. However, there have been few reports regarding not only the quantitative analysis but also optimal administration conditions and dosing regimens for investigations of nose-to-brain delivery. The limited progress in research on nose-to-brain pathway mechanisms using rodents represents a significant impediment in terms of designing nose-to-brain delivery systems for candidate drugs.
To gain some headway in this regard, we developed and evaluated two novel methods of stable intranasal administration under inhalation anesthesia for experimental animals. We also describe a method for the evaluation of drug distribution levels in the brain via the nose-to-brain pathway using radio-labeled [14C]-inulin (molecular weight: 5,000) as a model substrate of water-soluble macromolecules.
Initially, we developed a pipette-based intranasal administration protocol using temporarily openable masks, which enabled us to perform reliable administration to animals under stable anesthesia. Using this system, [14C]-inulin could be delivered to the brain with little experimental error.
We subsequently developed an intranasal administration protocol entailing reverse cannulation from the airway side through the esophagus, which was developed to minimize the effects of mucociliary clearance (MC). This technique led to significantly higher levels of [14C]-inulin, which was quantitatively detected in the olfactory bulb, cerebrum, and medulla oblongata, than the pipette method. This appears to be because retention of the drug solution in the nasal cavity was substantially increased by active administration using a syringe pump in a direction opposite to the MC into the nasal cavity.
In conclusion, the two methods of intranasal administration developed in this study can be expected to be extremely useful techniques for evaluating pharmacokinetics in rodents. The reverse cannulation method, in particular, could be useful for evaluating the full potential of nose-to-brain delivery of drug candidates.

Here, we describe two novel methods of stable intranasal administration under inhalation anesthesia with minimal physical stress for experimental animals. We also describe a method for quantitative evaluation of drug distribution levels in the brain via the nose-to-brain pathway using radiolabeled [14C]-inulin as a model substrate of water-soluble macromolecules.

Nuevos métodos para la administración Intranasal bajo inhalación de anestesia para evaluar el suministro de medicamentos de la nariz al cerebro

Intranasal administration has been reported to be a potential pathway for nose-to-brain delivery of therapeutic agents that circumvents the blood-brain ...

Use of MRI-ultrasound Fusion to Achieve Targeted Prostate Biopsy

Here, we present a protocol to perform targeted prostate biopsy using a magnetic resonance imaging-ultrasound (MRI/US) fusion system. Prostate cancer has traditionally been diagnosed via transrectal ultrasound (TRUS) biopsy. Though considered the gold standard, TRUS is unable to visualize most prostate cancer lesions and therefore requires sampling of the entire prostate. This biopsy method often undergrades prostate cancer and fails to detect up to 35% of cancers on initial biopsy. Prostate MRI has been shown to have excellent sensitivity in the detection of cancerous lesions, and advancements in MRI technology during the last decade have led to the development of targeted biopsy. In targeted biopsy, a software platform overlays MRI data onto live TRUS images to create a fused MRI/US three-dimensional model of the prostate. Regions suspicious for malignancy on MRI are contoured by a radiologist, uploaded into the fusion system, and then displayed within the live MRI/US fused model. The urologist is then able to directly biopsy these targets. When compared to conventional TRUS biopsy, MRI/US fusion technology has been demonstrated to improve the detection of clinically significant cancer while reducing insignificant cancer detection. This technology, therefore, has the potential to diagnose prostate cancer primarily in men who would benefit from treatment.

Presented herein is a protocol to perform targeted biopsy of the prostate using an MRI-ultrasound fusion system.

Uso de resonancia magnética-ecografía fusión para lograr biopsia dirigida de la próstata

Here, we present a protocol to perform targeted prostate biopsy using a magnetic resonance imaging-ultrasound (MRI/US) fusion system. Prostate cancer has ...

A Novel Inhalation Mask System to Deliver High Concentrations of Nitric Oxide Gas in Spontaneously Breathing Subjects

Nitric Oxide (NO) is administered as gas for inhalation to induce selective pulmonary vasodilation. It is a safe therapy, with few potential risks even if administered at high concentration. Inhaled NO gas is routinely used to increase systemic oxygenation in different disease conditions. The administration of high concentrations of NO also exerts a virucidal effect in vitro. Owing to its favorable pharmacodynamic and safety profiles, the familiarity in its use by critical care providers, and the potential for a direct virucidal effect, NO is clinically used in patients with coronavirus disease-2019 (COVID-19). Nevertheless, no device is currently available to easily administer inhaled NO at concentrations higher than 80 parts per million (ppm) at various inspired oxygen fractions, without the need for dedicated, heavy, and costly equipment. The development of a reliable, safe, inexpensive, lightweight, and ventilator-free solution is crucial, particularly for the early treatment of non-intubated patients outside of the intensive care unit (ICU) and in a limited-resource scenario. To overcome such a barrier, a simple system for the non-invasive NO gas administration up to 250 ppm was developed using standard consumables and a scavenging chamber. The method has been proven safe and reliable in delivering a specified NO concentration while limiting nitrogen dioxide levels. This paper aims to provide clinicians and researchers with the necessary information on how to assemble or adapt such a system for research purposes or clinical use in COVID-19 or other diseases in which NO administration might be beneficial.

This simple and highly adaptable system device for the inhalation of high-concentration nitric oxide (NO) gas does not require mechanical ventilators, positive pressure, or high gas flows. Standard medical consumables and a snug-fitting mask are used to safely deliver NO gas to spontaneously breathing subjects.

Un nuevo sistema de máscara de inhalación para administrar altas concentraciones de gas de óxido nítrico en sujetos que respiran espontáneamente

Nitric Oxide (NO) is administered as gas for inhalation to induce selective pulmonary vasodilation. It is a safe therapy, with few potential risks even if ...

Mapeo de resonancia magnética de la reactividad cerebrovascular mediante gas para inhalación Desafíos

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