高周波経頭蓋二重超音波を用いたくも膜下出血のマウスモデルにおける脳血管れん縮の解析

この手順の全体的な目標は、生体内マウスでくも膜下出血後の脳血管れん縮を監視することです。これは、イソフルランによる麻酔下での高周波色分け二重線式超音波撮影の適用によって達成される。画像データは、頭蓋内および頭蓋外頸動脈における血流速度を決定するために処理される。

加速頭蓋内血流速度は、脳血管れん縮を示す。本研究では、11~12週齢のC57BL/6Nマウスの女性における頭蓋内および頭蓋外動脈の血流速度の測定を行った。マウスは、他の場所で詳細に記載されているSAH誘導または偽の手術のいずれかを受けた。

超音波装置の超音波検査スイッチを準備し、動物IDを入力するには、37°Cに超音波システムの加熱プレートを温めます。直腸温度プローブが使用できる状態であることを確認します。温水浴を使用して、超音波ジェルを摂氏37度に加熱します。

脱毛クリーム、電極と目の軟膏のためのコンタクトクリームを準備します。トランスデューサが機械アームに適切に取り付けられていることを確認し、麻酔誘導のためのチャンバーが4%イオブルランと40%酸素で洗い流されていることを確認してください。1分間、マウスをチャンバーに入れて麻酔を誘発する。

軟膏で目を保護します。十分に深い麻酔に達した後にのみ続ける。麻酔マスクを使用して1.5%のイオブルランと40%酸素で麻酔を維持します。

第1のステップでは、頭蓋内頸動脈の血流速度は、経頭蓋高周波二重超音波撮影で決定される。体温を摂氏37度に保つために、超音波システムの加熱プレート上の起こりやすい位置にマウスを置きます。両側に目の軟膏を適用します。

最初の試験の前に電気剃毛でオクシプットで毛皮を短くします。その後、脱毛クリームを使用して化学的に残りの髪を除去します。髪が抜け始めるまで、綿棒を使ってクリームを2分間広げてこすります。

さらに2分後、ヘラでクリームと髪を取り除き、アルコール性皮膚消毒剤で皮膚を消毒します。動物の四肢を導電性ペーストでコーティングし、ボードに埋め込まれたECG電極にテープで固定します。直腸温度プローブに潤滑油を置き、必要に応じて追加のウォーミングランプを使用して体温を監視するために慎重に挿入します。

チェックは、生理学的パラメータであれば、ECGおよび呼吸信号が超音波システムの画面上に正しく表示される。必要に応じて、麻酔のレベルを調整して、毎分4〜500拍の目標心拍数を得ることができます。超音波ゲルでコーティングします。

超音波画像を取得し、機械的な腕にそれをマウントするために、線形アレイトランスデューサと毎秒200フレーム以上のフレームレートを使用してください。トランスデューサをオクシプットの上に30度傾けます。BモードとCW-ドップラーモードを使用して、右頭蓋内頸動脈を可視化し、動脈の最大流量が見つかるまで制御ユニットを使用してトランスデューサーを前後に移動させます。

解剖学的情報を収集するには、従来のBモードとCW-ドップラーモードを使用し、取得ボタンをクリックして取得を開始します。頭蓋内血管の流れの特性に関する情報を記録するには、脈波ドップラーボタンをクリックし、サンプルボリュームを容器の中央に置き、3秒以上のシネループを獲得します。左側と同じように進みます。

次のステップでは、頭蓋外頸動脈の血流速度は、高周波二重超音波検査で決定される。超音波システムの加熱プレート上の上の位置にマウスを置き、摂氏37度の体温を維持します。最初の試験の前に、電気剃毛で首の前部の毛を取り除きます。

次に、前述のように脱毛クリームを使用して、残りの毛髪を化学的に除去します。動物の四肢を導電性ペーストでコーティングし、ボードに埋め込まれたECG電極にテープで固定します。直腸温度プローブに潤滑油を置き、慎重に体温を監視するために挿入します。

必要に応じて追加のウォーミングランプを使用します。画面上の生理学的パラメータの正しい表示をもう一度確認してください。37°Cに温めた超音波ゲルで首の前部をコーティングします。

トランスデューサを動物に平行に置き、右頸動脈の縦方向の画像を得るために位置を調整する。BモードCW-ドップラーモードを使用して、右頸動脈を可視化します。画像には、右の一般的な頸動脈、右の内頸動脈および右外頸動脈が含まれているべきである。

解剖学的情報を収集するには、従来のBモードとCW-ドップラーモードを使用し、取得ボタンをクリックして取得を開始します。頭蓋外頸動脈の流れ特性に関する情報を記録するには、脈波ドップラーボタンをクリックして、一般的な頸動脈の中央の中央に内部頸動脈と外頸動脈の中央にサンプル体積を置き、3秒以上のシネループを獲得する。左側と同じように進みます。

麻酔を終了し、温暖化プレートから動物を取り除き、ケージに入れ、低体温症を予防し、完全な回復を確認するために摂氏36度に加熱したインキュベーターに1時間入れます。次のステップは、超音波撮影データの処理です。高周波超音波データの後処理のための外部ワークステーションを使用して。

Bモード、CW-ドップラーモード、PW-ドップラーモードのイメージとシネループをVevo LABソフトウェアにエクスポートします。エクスポートされた超音波研究を開きます。1匹の動物を選択し、頭蓋内頸動脈のPW-ドップラーシネループを開きます。

このプロトコルでは、通常、対応する流速曲線の7~8個のハートビートが記録されます。シネループを一時停止し、測定ボタンをクリックします。血管パッケージを選択し、右頭蓋内頸動脈のピーク収縮圧を測定するためにRICA PSVをクリックします。

次に、速度曲線のピークの左をクリックし、直線をゼロラインに引き出します。マウスの右ボタンでクリックして測定を決定します。今、最後の拡張速度を測定するためにRICA EDVを選択します。

ダイストールの終わりに速度曲線の最小発疹を左クリックします。直線をゼロラインまでまっすぐ引き上げ、マウスの右ボタンでクリックして測定を決定します。速度時間積分を測定するには、RICA VTIを選択します。

速度曲線の始めで左クリックし、拡張期の高原の終わりまでマウスでカーブをたどります。もう一度右クリックして、測定結果を確認します。レポートボタンを使用して、脳内頸動脈のデータをエクスポートします。

[エクスポート] を押して、データを VSI レポート ファイルとして保存します。右頭蓋外頸動脈のPSV、EDV、VTIを測定するのと同じアプローチを使用し、それに応じてデータをエクスポートします。左側と同じように進み、LICA PSV、EDV、VTIを使用します。

5匹のマウスと3匹のSAHが誘導され、2匹は頭蓋内動脈の血流速度と頭蓋外頸動脈の血流速度を得るが、手術の1日前と手術後1、3、7日後に決定された。手術前は、余分な頭蓋内血流速度と、脳内および頭蓋外血流の比率は、SAH動物と偽動物の間で類似していた。SAH誘導後の最初の日には、頭蓋内または頭蓋外血流速度や頭蓋外血流の比率に大きな変化はなかった。

3日目と7日目に、内頚動脈の頭蓋内血流速度は著しく増加し、SAH後に脳血管れん縮を示すSAH動物のうち2匹が増加した。頭蓋外血流速度はほぼ変わらないため、脳血管れん縮を示すSAH動物の7日目には、頭蓋内血流速度と頭蓋外血流速度の比率も有意に増加した。結論として、高周波色分け経頭二重超音波撮影は、マウスにおける頭蓋内血流の速度のインビボ測定を行うために使用することができる。

ヒト患者の状況と同様に、脳痙攣を示すSAH後のマウスでは頭蓋内血流速度が加速する。ここに示す超ソノグラフィック法は、速く、少し侵襲性です。これは、マウスSAHモデルにおける血管れん縮の縦方向の研究を可能にする。