저자는 UCSD에 신경 혈관 환자의 배려에 매일 기여하는 모든 임상 팀에게 감사드립니다.

1. 시뮬레이터 설정
<ol><li>모든 절차에 앞서 그림 1에 표시된 대로 시뮬레이터를 어셈블하고 켭니다. 각 시뮬레이션을 완료하는 데 필요한 시뮬레이터 장비의 전체 목록은 표 1을 참조하십시오.</li>
	<li>연결된 랩톱(그림1C)에서소프트웨어 인터페이스를 사용하여 환자 시나리오를 선택합니다.</li>
	<li>드롭다운 메뉴에서 적절한 동맥 칼집 또는 가이드 카테터를 선택합니다. 이것은 시뮬레이션의 일부로 물리적으로 삽입 할 필요가 없지만 대퇴 액세스 사이트역할을하고 시스템에 와이어 및 카테터의 후속 입력을 허용합니다(그림 1D). 각 시나리오에 대한 특정 칼집/가이드 크기는 아래에 설명되어 있습니다.</li>
	<li>아래에 설명한 특정 시나리오에 따라 적절한 카테터, 가이드와이어 및/또는 마이크로시스템을 선택합니다(그림1D).</li>
	<li>소프트웨어 인터페이스에서 A(PA) 및 B 평면(측면) 형광법을 켭니다. 발페달(도 1H)으로불소 검사를 활성화하고 올바른 PA 및 측면 뷰가 얻어질 때까지 조이스틱(도1I)으로환자 및 이미지 강화 자세를 조정한다.</li>
</ol>2. 첫 번째 환자 시나리오 : 4 혈관 혈관 조영술
참고: 이 시나리오는 머리의 비 대비 계산 단층 촬영 (CT) 스캔에 부수적으로 발견 파열 왼쪽 경동맥류 동맥류를 가진 52 세의 남성을 묘사합니다.
<ol><li>이 시뮬레이션에서 사용할 도구로 드롭다운 메뉴에서 5-프랑스 대퇴 칼집, 가이드와이어0.035, 드롭다운 메뉴에서 4-French 진단 카테터를 선택합니다.</li>
	<li>가이드와이어를 시뮬레이션 화면에 등록할 때까지 시뮬레이터기기(그림 1D)에삽입하여 액세스가 확보되었음을 나타냅니다. 내림차순 흉부 대동맥에 시각화될 때까지 가이드와이어를 진행하고 대동맥 아치로 계속 넣습니다.</li>
	<li>가이드와이어가 대동맥 아치에 안전하게 들어오면 가이드와이어를 제자리에 고정하고 시뮬레이션된 대퇴엽 덮개를 통해 가이드와이어 위에 진단 카테터를 삽입하여 대동맥 아치에 삽입합니다.</li>
	<li>가이드와이어를 제거하고 콘트라스트 주사기(도1E)를부드럽게 눌러 형광체 퍼프 기술을 활용하여 콘트라스트 주입을 시뮬레이션하고 카테터가 원하는 동맥으로 진행됨에 따라 혈관을 잠깐 비하한다.</li>
	<li>다음으로, 형광발 페달이 우울해하는 동안 대비주사기(도1E)와대조를 주입하는 로드맵 가이드를만듭니다(도 1H). 다음으로, 와이어를 다시 삽입하여 원하는 선박을 선택적으로 카테터화하여 와이어 위로 카테터를 전진시다. 후속 혈관 조영술 실행에 대한 와이어를 제거합니다. 오른쪽 및 왼쪽 내부 및 외부 경동맥과 오른쪽 및 왼쪽 척추 동맥은 모두이 기술을 사용하여 카테터화됩니다.</li>
	<li>진단 카테터 및 시뮬레이터 대비 주사기(도1E)를사용하여 주사기와 대비를 주입하면서 형광법페달(도 1H)을우울하게 하여 위의 각 순환의 혈관그램을 수행한다. 필요한 경우 동맥류의 높은 배율 보기를 얻을 수 있습니다. 카테터를 제거하기 전에 적정성에 대한 혈관 사진을 검토하십시오.</li>
	<li>필요한 이미지를 가져오면 시뮬레이션 칼집에서 진단 카테터/가이드와이어를 제거합니다. 대퇴동맥 절제술 부위의 시뮬레이션 폐쇄는 수행되지 않습니다.</li>
</ol>3. 두 번째 환자 시나리오: 경동맥류 코일링
참고: 이 시나리오는 알려진 파열 된 왼쪽 경동맥류, 심한 두통, 비초점 시험 및 글래스고 코마 스케일 점수 15로 알려진 52 세의 남성을 묘사합니다.
<ol><li>드롭다운 메뉴에서 6-French 가이드 카테터, 가이드와이어0.035, 프랑스식 진단 카테터를 선택합니다.</li>
	<li>2.2-2.3 단계와 같이 대동맥 아치에 가이드와이어 위에 진단 카테터를 삽입합니다.</li>
	<li>대퇴액세스사이트(도 1D)를통해 진단 카테터 위에 가이드 카테터를 대동맥 아치에 삽입한다.</li>
	<li>가이드와이어를 제거하고 로드맵에 의한 왼쪽 일반 경동맥의 로드맵 가이드를 생성하여, 형광발페달(도1H)이우울해하는 동안 대비를 이루는 좌측 일반 경동맥을 생성한다.1E).</li>
	<li>가이드와이어를 다시 삽입하고 왼쪽 공통 경동맥 및 내부 경동맥을 형광시경과 이미지 프로젝션모니터(도 1B)에시각화한 로드맵 오버레이를 사용하여 가이드와이어로 선도하고 진단 카테터및 가이드 카테터를 안전하게 접근할 수 있게 되면 선택적으로 카테터를 증식한다.</li>
	<li>가이드 카테터가 내부 경동맥 내에 있을 때, 진단 카테터및 와이어를 제거하고 주사기와 대조를 이루는 동안 형광법페달(도 1H)을우울하게 하여 좌측 내부 경동맥 순환의 혈관 질 적 실행을 수행한다(도 1E).</li>
	<li>소프트웨어인터페이스(그림 1C)에서계산 옵션을 사용하여 동맥류를 측정합니다. 첫 번째 코일의 코일 직경은 평균 동맥류 직경보다 1mm 넓어야 하며 적절한 코일을 선택합니다.</li>
	<li>드롭다운 메뉴에서 마이크로카테터와 마이크로와이어를 선택합니다.</li>
	<li>대퇴액세스사이트(도1D)를통해 마이크로카테터및 마이크로와이어를 삽입하고, 3.6단계에서와 같이 얻어진 로드맵 지침에 따라, 마이크로시스템으로 동맥류를 선택적으로 카테터화한다.</li>
	<li>마이크로와이어를 제거하고, 대퇴액세스사이트(도 1D)를통해 이전에 선택된 코일을 삽입하고 동맥류로 천천히 전진한다.</li>
	<li>코일이 완전히 삽입되면, 주사기와 대조를 주입하고 부모 동맥 및 동맥류 충전의 가래를 평가하면서 불소 검사 페달(도 1H)을우울시켜 진단 뇌 혈관 검사를 수행합니다. 목표는 부모 동맥의 가래성을 유지하고 동맥류를 완전히 색전시키거나 돔또는 파열 지점의 충분한 커버리지를 제공하여 파열 위험을 적절하게 줄이는 것입니다.</li>
	<li>소프트웨어인터페이스(도 1C)에서코일을 분리하고 코일 와이어를 제거합니다. 필요한 경우, ~30% 동맥류 폐색이 얻어지날 때까지 추가 코일을 가진 3.11 및 3.12 단계를 반복한다.</li>
	<li>시뮬레이션 칼집부위(도 1D)에서마이크로카테터를 제거하고 카테터를 안내합니다. 대퇴동맥 절제술 부위의 시뮬레이션 폐쇄는 수행되지 않습니다.</li>
</ol>4. 세 번째 환자 시나리오: 왼쪽 중뇌 동맥 혈전 절제술
참고: 이 시나리오는 건강 치기 규모의 국가 학회 (NIHSS) 점수의 64 세 여성을 묘사 12 실어 및 마지막으로 정상으로 알려진 오른쪽 약점에 대한 4 시간 이전. 헤드 CT는 10의 과밀 좌측 중형 동맥 (MCA) 기호및 알버타 스트로크 프로그램 초기 CT 점수 (ASPECTS)를 공개했지만 출혈은 없었습니다. CT 혈관전증은 왼쪽 M1 세그먼트의 완전한 폐색을 보여 주었다.
<ol><li>드롭다운 메뉴에서 6-French 가이드 카테터, 가이드와이어0.035, 프랑스식 진단 카테터를 선택합니다.</li>
	<li>가이드 카테터를 왼쪽 내부 경동맥에 삽입하고 3.2-3.6 단계에서 설명된 바와 같이 왼쪽 내부 경동맥 순환의 혈관 전도 실행을 수행한다.</li>
	<li>드롭다운 메뉴에서 마이크로카테터/마이크로와이어 및 스텐트 리트리버 장치를 선택합니다.</li>
	<li>마이크로카테터와 마이크로와이어를 시뮬레이션된 대퇴액세스사이트(도 1D)에삽입하고 왼쪽 내부 경동맥에 삽입한다.</li>
	<li>3.5단계에서와 같이 얻은 로드맵 지침에 따라 마이크로와이어와 마이크로카테터를 왼쪽 MCA로 전진시키고 폐색 영역을 조심스럽게 지나갑니다. 이 기동 하는 동안 잠재적인 합병증 혈관 천공 및/또는 혈전 하류를 색전 포함.</li>
	<li>마이크로와이어를 제거하고 스텐트 리트리버 장치를 시뮬레이션된 대퇴액세스사이트(도 1D)에삽입하고 MCA 단열으로 진출하여 폐색으로 진행한다. 그런 다음 마이크로 카테터를 제거하고 스텐트 리트리버를 폐색 의 수준에서 제자리에 둡깁니다.</li>
	<li>소프트웨어인터페이스(그림 1C)에서시뮬레이션된 포부를 켜고 스텐트 리트리버 장치를 마이크로와이어로 다시 당겨 가이드 카테터로 철회합니다.</li>
	<li>시뮬레이션된 대퇴 액세스 사이트에서 스텐트 리트리버를 모두 제거합니다(그림1D).</li>
	<li>교부형 의 제거를 보장하기 위해 주사기와 대조를 주입하면서 형광법 페달(도 1H)을우울시켜 가이드 카테터를 통해 혈관 그램을 수행합니다.</li>
	<li>시뮬레이션 칼집 사이트에서 가이드 카테터를제거합니다(그림 1D). 대퇴동맥 절제술 부위의 시뮬레이션 폐쇄는 수행되지 않습니다.</li>
</ol>

<ol>
	<li>See, K. W., Chui, K. H., Chan, W. H., Wong, K. C., Chan, Y. C. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Evidence+for+Endovascular+Simulation+Training:+A+Systematic+Review.">Evidence for Endovascular Simulation Training: A Systematic Review.</a> European Journal of Vascular and Endovascular Surgery. 51 (3), 441-451 (2016).</li><li>Pannell, J. S., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Simulator-Based+Angiography+and+Endovascular+Neurosurgery+Curriculum:+A+Longitudinal+Evaluation+of+Performance+Following+Simulator-Based+Angiography+Training.">Simulator-Based Angiography and Endovascular Neurosurgery Curriculum: A Longitudinal Evaluation of Performance Following Simulator-Based Angiography Training.</a> Cureus. 8 (8), 756 (2016).</li><li>Liebig, T., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Metric-Based+Virtual+Reality+Simulation:+A+Paradigm+Shift+in+Training+for+Mechanical+Thrombectomy+in+Acute+Stroke.">Metric-Based Virtual Reality Simulation: A Paradigm Shift in Training for Mechanical Thrombectomy in Acute Stroke.</a> Stroke. 49 (7), 239-242 (2018).</li><li>Spiotta, A. M., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Diagnostic+angiography+skill+acquisition+with+a+secondary+curve+catheter:+phase+2+of+a+curriculum-based+endovascular+simulation+program.">Diagnostic angiography skill acquisition with a secondary curve catheter: phase 2 of a curriculum-based endovascular simulation program.</a> Journal of Neurointerventional Surgery. 7 (10), 777-780 (2015).</li><li>Spiotta, A. M., Rasmussen, P. A., Masaryk, T. J., Benzel, E. C., Schlenk, R. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Simulated+diagnostic+cerebral+angiography+in+neurosurgical+training:+a+pilot+program.">Simulated diagnostic cerebral angiography in neurosurgical training: a pilot program.</a> Journal of Neurointerventional Surgery. 5 (4), 376-381 (2013).</li><li>Fargen, K. M., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Experience+with+a+simulator-based+angiography+course+for+neurosurgical+residents:+beyond+a+pilot+program.">Experience with a simulator-based angiography course for neurosurgical residents: beyond a pilot program.</a> Neurosurgery. 73, 46-50 (2013).</li><li>Fargen, K. M., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Simulator+based+angiography+education+in+neurosurgery:+results+of+a+pilot+educational+program.">Simulator based angiography education in neurosurgery: results of a pilot educational program.</a> Journal of Neurointerventional Surgery. 4 (6), 438-441 (2012).</li><li>Cates, C., L&#246;nn, L., Gallagher, A. G. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Prospective,+randomised+and+blinded+comparison+of+proficiency-based+progression+full-physics+virtual+reality+simulator+training+versus+invasive+vascular+experience+for+learning+carotid+artery+angiography+by+very+experienced+operators.">Prospective, randomised and blinded comparison of proficiency-based progression full-physics virtual reality simulator training versus invasive vascular experience for learning carotid artery angiography by very experienced operators.</a> BMJ Simulation and Technology Enhanced Learning. 2, 1-5 (2016).</li><li>Guo, J., Jin, X., Guo, S. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Study+of+the+Operational+Safety+of+a+Vascular+Interventional+Surgical+Robotic+System.">Study of the Operational Safety of a Vascular Interventional Surgical Robotic System.</a> Micromachines. 9 (3), 119 (2018).</li><li>Tedesco, M. M., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Simulation-based+endovascular+skills+assessment:+the+future+of+credentialing.">Simulation-based endovascular skills assessment: the future of credentialing.</a> Journal of Vascular Surgery. 47 (5), 1008 (2008).</li></ol>

AAK는 이전에 Covidien Ltd.와 Penumbra Inc.로부터 경쟁력있는 보조금을 받았으며 스트라이커 신경 혈관, Covidien Ltd., Penumbra Inc..JSP 및 Stryker Neurovascular 및 다트 NeuroScience LLC의 의료 컨설턴트로 봉사했습니다. AAK와 JSP는 이 작업과 관련된 직접적인 재정적 이해관계가 없습니다. 나머지 저자는 이 연구 결과에 사용된 자료 또는 방법 또는 이 논문에 명시된 사실 인정에 관하여 아무 공개도 없습니다.

혈관 내 수술은 다양한 병리학에 대한 최소 침습 적 치료 접근법을 제공하는 확장 분야입니다. 그럼에도 불구하고 혈관 부상과 관련된 중요한 위험은 독특한 교육 적 과제를 제공합니다. 시뮬레이션 기반 교육의 발전으로 연수생 교육은 이제 실제 사례를 모방하는 위험없는 환경에서 연습 할 수 있습니다. 이에 따라, 혈관 내 시뮬레이션 기반 교육은 광범위한 참가자(예를 들어, 환자, 의대생, 주?...

시뮬레이션 기반 교육은 의료 연수생을위한 확립 된 교육 도구이며 혈관 내 신경 외과와 같은 고위험 분야에서 특히 유용합니다. ANGIO 멘토 시뮬레이터(심비오닉스, 공항 시티, 이스라엘) 및 VIST-C 및 VIST-G5 시뮬레이터(멘티스 AB, 예테보리, 스웨덴)와 같은 카테터 기반 시스템을 활용한 여러 가상 현실 교육 장치가 존재하며, 절차적 적성1에대한 교육의 유용성을 입증하는 중요한 데이터 바디가 있습니다. 시뮬레이터의 유용성에도 불구하고, 그들의 사용에 대한 단계별 절차 지침이 부족합니다.
발표된 ANGIO 멘토 시뮬레이터의 사용을 위한 상세한 프로토콜, 진단 뇌 혈관 조뇌, 기계 혈전 절제술 및 동맥류 코일 색전제2를포함한 일반적인 혈관 내 신경 외과 절차의 역량 향상을 지원하는 시스템이다. 선행 작업에서 모든 수준의 연수생이 ANGIO 멘토 시뮬레이터에서 5개의 시뮬레이션 된 혈관 사진, 5 혈전 및 10 개의 동맥류 코일 색전을 수행 한 후 절차 시간, 불소 검사 및 대비 용량 및 불리한 기술 이벤트2에서상당한 개선을 보였다고 보여줍니다.
다음 단계별 지침은 사례 시나리오로 나뉘며 의대생, 주민 또는 동료를 위한 학술 교육 커리큘럼에 쉽게 통합될 수 있다2. 그럼에도 불구하고 시뮬레이션 장치의 교육 잠재력을 최적화하기 위해서는 뇌동맥 해부학, 혈관 조영술 및 뇌졸중 및 동맥류 치료에 대한 기본적인 이해가 필요하다는 점에 유의해야 합니다.
아래에 설명된 모든 절차(즉, 진단 뇌 혈관사진, 경동맥류, 기계적 혈전 절제술의 코일)은 ANGIO 멘토 시뮬레이터(Simbionix Ltd.)를 사용하여 단일 작업자에 의해 수행될 수 있습니다. (그림1). 이 훈련 장치는 시뮬레이터 기반 혈관 조영술 교육2에대한 이전에 발표 된 커리큘럼을 기반으로 활용 된 세 가지 환자 시나리오와 함께 모든 기술 수준의 신경 외과 연수생이 전임상 환경에서 혈관 내 기술에 노출 될 수 있습니다. 높은 충실도와 혈관 내 기술을 재현하기 위해 시뮬레이터는 대퇴 동맥 칼집의 다이어프램과 유사한 포트를 통해 도입 된 실제 카테터와 와이어를 활용합니다. 와이어와 카테터는 모니터에 표시되는 회전 및 번역 동작을 모두 기록하는 내부 롤러를 참여시습니다. 장치 선택 및 환자 활력 징후도 시뮬레이터 운영자에게 표시됩니다.

<table>
	<tbody>
		<tr>
			<td>ANGIO Mentor simulator</td>
			<td>Simbionix Ltd., Airport City, Israel</td>
			<td>N/a</td>
			<td>The setup for the ANGIO Mentor simulator includes the simulator housing as pictured in Figure 1: (A), an external monitor for image projection (x-ray, angiography; B), a laptop for interfacing with the Simbionix Software (C), the simulated femoral artery sheath (with an outer guide-catheter, inner diagnostic microcatheter and guidewire shown; D), a contrast syringe (E), an insufflator for balloon inflation (F), a stent delivery device (G; not used in these patient scenarios), foot pedals for fluoroscopy, roadmap guidance, and angiographic runs (H), and the operator control panel on the simulator housing where the operator is able to control patient and image intensifier positioning (I).</td>
		</tr>
	</tbody>
</table>

simulator training for endovascular neurosurgery

시뮬레이션 기반 교육은 특히 고위험 환경에서 수행되는 복잡한 기술을 배우기 위해 의료 전문 분야 전반에 걸쳐 일반적인 관행이 되었습니다. 혈관 내 신경 외과 분야에서 결과 및 위험없는 학습 환경에 대한 수요는 의료 연수생에게 가치있는 시뮬레이션 장치의 개발로 이어졌습니다. 이 프로토콜의 목표는 학문적 환경에서 혈관 내 신경 외과 시뮬레이터의 사용에 대한 유익한 지침을 제공하는 것입니다. 시뮬레이터는 연수생에게 해부학에 대한 지식에 대한 현실적인 피드백을 받을 수 있는 기회와 부정적인 결과 없이 카테터 기반 시스템을 처리하는 데 성공한 것을 나타내는 햅틱 피드백을 제공합니다. 다른 신경 혈관 훈련 양식과 관련하여이 특정 프로토콜의 유틸리티도 논의된다.

ANGIO 멘토 시뮬레이터는 이전에 학술 설정2에서시뮬레이션 진단 혈관 사진, 혈전 절제술 및 파열 동맥류 코일 색전을 수행 할 때 다양한 신경 혈관 증 경험과 외과 연수생의 능력을 향상시키는 것으로 나타났다. 이 연구에서는, 앞서 언급한 절차에 대한 성능 메트릭은 한 의대생, 1명의 신경외과 거주자, 2명의 진단 신경방사선학 동료 및 1명의 외반증 신경외과 동료에서 30일 동안 ...

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Simulator Training for Endovascular Neurosurgery

복잡하고 고위험 절차의 시뮬레이션은 의료 연수생의 교육에 매우 중요합니다. 통제된 학문적 환경에서 시뮬레이터 기지를 둔 혈관 내 신경 외과 훈련을 위한 프로토콜이 기술됩니다. 이 프로토콜에는 다양한 수준의 연수생을 위한 단계별 지침이 포함되어 있으며 이 모델의 장점과 한계에 대한 토론이 포함되어 있습니다.

혈관 내 신경 외과 시뮬레이터 교육

Simulation-based training has become common practice across medical specialties, especially for learning complex skills performed in high-risk ...

simulator-training-for-endovascular-neurosurgery

Research

JoVE Journal

Neuroscience

3.5K 조회수.  University of California. 복잡하고 고위험 절차의 시뮬레이션은 의료 연수생의 교육에 매우 중요합니다. 통제된 학문적 환경에서 시뮬레이터 기지를 둔 혈관 내 신경 외과 훈련을 위한 프로토콜이 기술됩니다. 이 프로토콜에는 다양한 수준의 연수생을 위한 단계별 지침이 포함되어 있으며 이 모델의 장점과 한계에 대한 토론이 포함되어 있습니다.

비디오: Simulator Training for Endovascular Neurosurgery

Focal Cerebral Ischemia Model by Endovascular Suture Occlusion of the Middle Cerebral Artery in the Rat

Stroke is the leading cause of disability and the third leading cause of death in adults worldwide1. In human stroke, there exists a highly variable clinical state; in the development of animal models of focal ischemia, however, achieving reproducibility of experimentally induced infarct volume is essential. The rat is a widely used animal model for stroke due to its relatively low animal husbandry costs and to the similarity of its cranial circulation to that of humans2,3. In humans, the middle cerebral artery (MCA) is most commonly affected in stroke syndromes and multiple methods of MCA occlusion (MCAO) have been described to mimic this clinical syndrome in animal models. Because recanalization commonly occurs following an acute stroke in the human, reperfusion after a period of occlusion has been included in many of these models. In this video, we demonstrate the transient endovascular suture MCAO model in the spontaneously hypertensive rat (SHR). A filament with a silicon tip coating is placed intraluminally at the MCA origin for 60 minutes, followed by reperfusion. Note that the optimal occlusion period may vary in other rat strains, such as Wistar or Sprague-Dawley. Several behavioral indicators of stroke in the rat are shown. Focal ischemia is confirmed using T2-weighted magnetic resonance images and by staining brain sections with 2,3,5-triphenyltetrazolium chloride (TTC) 24 hours after MCAO.

Surgical induction of ischemic brain damage in the rat is a widely used model for stroke research. Here we demonstrate the induction of focal cerebral ischemia by occlusion of the middle cerebral artery. Visualization of the resulting infarct by histological staining and magnetic resonance imaging is also shown.

쥐 중간 대뇌 동맥의 폐색의 Endovascular 봉합사에 의해 초점 대뇌 국소 빈혈 모델

Stroke is the leading cause of disability and the third leading cause of death in adults worldwide1. In human stroke, there exists a highly variable ...

연구

신경과학

MPI CyberMotion Simulator: Implementation of a Novel Motion Simulator to Investigate Multisensory Path Integration in Three Dimensions

Path integration is a process in which self-motion is integrated over time to obtain an estimate of one's current position relative to a starting point 1. Humans can do path integration based exclusively on visual 2-3, auditory 4, or inertial cues 5. However, with multiple cues present, inertial cues - particularly kinaesthetic - seem to dominate 6-7. In the absence of vision, humans tend to overestimate short distances (&lt;5 m) and turning angles (&lt;30&deg;), but underestimate longer ones 5. Movement through physical space therefore does not seem to be accurately represented by the brain.
Extensive work has been done on evaluating path integration in the horizontal plane, but little is known about vertical movement (see 3 for virtual movement from vision alone). One reason for this is that traditional motion simulators have a small range of motion restricted mainly to the horizontal plane. Here we take advantage of a motion simulator 8-9 with a large range of motion to assess whether path integration is similar between horizontal and vertical planes. The relative contributions of inertial and visual cues for path navigation were also assessed.
16 observers sat upright in a seat mounted to the flange of a modified KUKA anthropomorphic robot arm. Sensory information was manipulated by providing visual (optic flow, limited lifetime star field), vestibular-kinaesthetic (passive self motion with eyes closed), or visual and vestibular-kinaesthetic motion cues. Movement trajectories in the horizontal, sagittal and frontal planes consisted of two segment lengths (1st: 0.4 m, 2nd: 1 m; &plusmn;0.24 m/s2 peak acceleration). The angle of the two segments was either 45&deg; or 90&deg;. Observers pointed back to their origin by moving an arrow that was superimposed on an avatar presented on the screen.
Observers were more likely to underestimate angle size for movement in the horizontal plane compared to the vertical planes. In the frontal plane observers were more likely to overestimate angle size while there was no such bias in the sagittal plane. Finally, observers responded slower when answering based on vestibular-kinaesthetic information alone. Human path integration based on vestibular-kinaesthetic information alone thus takes longer than when visual information is present. That pointing is consistent with underestimating and overestimating the angle one has moved through in the horizontal and vertical planes respectively, suggests that the neural representation of self-motion through space is non-symmetrical which may relate to the fact that humans experience movement mostly within the horizontal plane.

An efficient way to gain insight into how humans navigate themselves in three dimensions is described. The method takes advantage of a motion simulator capable of moving observers in ways unattainable by traditional simulators. Results confirm that movement in the horizontal plane is underestimated, while vertical movement is overestimated.

MPI Cyber​​Motion 시뮬레이터 : 가로, 세로, 높이로 Multisensory 경로 통합을 조사할 소설 모션 시뮬레이터의 구현

Path integration is a process in which self-motion is integrated over time to obtain an estimate of one's current position relative to a starting point 1. ...

Extinction Training During the Reconsolidation Window Prevents Recovery of Fear

Fear is maladaptive when it persists long after circumstances have become safe. It is therefore crucial to develop an approach that persistently prevents the return of fear. Pavlovian fear-conditioning paradigms are commonly employed to create a controlled, novel fear association in the laboratory. After pairing an innocuous stimulus (conditioned stimulus, CS) with an aversive outcome (unconditioned stimulus, US) we can elicit a fear response (conditioned response, or CR) by presenting just the stimulus alone1,2 . Once fear is acquired, it can be diminished using extinction training, whereby the conditioned stimulus is repeatedly presented without the aversive outcome until fear is no longer expressed3. This inhibitory learning creates a new, safe representation for the CS, which competes for expression with the original fear memory4. Although extinction is effective at inhibiting fear, it is not permanent. Fear can spontaneously recover with the passage of time. Exposure to stress or returning to the context of initial learning can also cause fear to resurface3,4.
Our protocol addresses the transient nature of extinction by targeting the reconsolidation window to modify emotional memory in a more permanent manner. Ample evidence suggests that reactivating a consolidated memory returns it to a labile state, during which the memory is again susceptible to interference5-9. This window of opportunity appears to open shortly after reactivation and close approximately 6hrs later5,11,16, although this may vary depending on the strength and age of the memory15. By allowing new information to incorporate into the original memory trace, this memory may be updated as it reconsolidates10,11. Studies involving non-human animals have successfully blocked the expression of fear memory by introducing pharmacological manipulations within the reconsolidation window, however, most agents used are either toxic to humans or show equivocal effects when used in human studies12-14. Our protocol addresses these challenges by offering an effective, yet non-invasive, behavioral manipulation that is safe for humans.
By prompting fear memory retrieval prior to extinction, we essentially trigger the reconsolidation process, allowing new safety information (i.e., extinction) to be incorporated while the fear memory is still susceptible to interference. A recent study employing this behavioral manipulation in rats has successfully blocked fear memory using these temporal parameters11. Additional studies in humans have demonstrated that introducing new information after the retrieval of previously consolidated motor16, episodic17, or declarative18 memories leads to interference with the original memory trace14. We outline below a novel protocol used to block fear recovery in humans.

Conditioned fear can be diminished through an inhibitory process called extinction, but can resurface under conditions such as the passage of time or exposure to stress. Our protocol presents a novel way of preventing fear recovery by introducing extinction during the reconsolidation window (the re-storage phase of a reactivated memory).

Reconsolidation 창 동안 멸종 교육은 두려움의 복구를 방지

Fear is maladaptive when it persists long after circumstances have become safe. It is therefore crucial to develop an approach that persistently prevents ...

Exposure of the Pig CNS for Histological Analysis: A Manual for Decapitation, Skull Opening, and Brain Removal

Pigs have become increasingly popular in large-animal translational neuroscience research as an economically and ethically feasible substitute to non-human primates. The large brain size of the pig allows the use of conventional clinical brain imagers and the direct use and testing of neurosurgical procedures and equipment from the human clinic. Further macroscopic and histological analysis, however, requires postmortem exposure of the pig central nervous system (CNS) and subsequent brain removal. This is not an easy task, as the pig CNS is encapsulated by a thick, bony skull and spinal column. The goal of this paper and instructional video is to describe how to expose and remove the postmortem pig brain and the pituitary gland in an intact state, suitable for subsequent macroscopic and histological analysis.

The goal of this paper and instructional video is to describe how to expose and remove the postmortem pig brain and pituitary gland in an intact state, suitable for subsequent macroscopic and histological analysis.

조직 학적 분석을위한 돼지 CNS의 노출 : 목 베기, 두개골 열기위한 매뉴얼 및 뇌 제거

Pigs have become increasingly popular in large-animal translational neuroscience research as an economically and ethically feasible substitute to ...

Comprehensive Endovascular and Open Surgical Management of Cerebral Arteriovenous Malformations

Arteriovenious malformations (AVMs) are associated with significant morbidity and mortality, and have a rupture risk of ~3% per year. Treatment of AVMs must be tailored specifically to the lesion, with surgical resection being the gold standard for small, accessible lesions. Pre-operative embolization of AVMs can reduce nidal blood flow and remove high-risk AVM features such as intranidal or venous aneurysms, thereby simplifying a challenging neurosurgical procedure. Herein, we describe our approach for the staged endovascular embolization and open resection of AVMs, and highlight the advantages of having a comprehensively trained neurovascular surgeon leading a multi-disciplinary clinical team. This includes planning the craniotomy and resection to immediately follow the final embolization stage, thereby using a single session of anesthesia for aggressive embolization, and rapid resection. Finally, we provide a representative case of a 22-year-old female with an unruptured right frontal AVM diagnosed during a seizure workup, who was successfully treated via staged embolizations followed by open surgical resection.

Surgery is the gold standard for accessible arteriovenious malformations (AVMs), and pre-operative embolization can simplify this procedure. We describe our approach for staged endovascular embolization and open resection of AVMs, and provide a representative clinical example highlighting the advantages of a comprehensively trained neurovascular surgeon leading a multi-disciplinary clinical team.

포괄적인 혈관 내 수술 및 대뇌 Arteriovenous 기형의 오픈 외과 관리

Arteriovenious malformations (AVMs) are associated with significant morbidity and mortality, and have a rupture risk of ~3% per year. Treatment of AVMs ...

A Protocol for the Administration of Real-Time fMRI Neurofeedback Training

Neurologic disorders are characterized by abnormal cellular-, molecular-, and circuit-level functions in the brain. New methods to induce and control neuroplastic processes and correct abnormal function, or even shift functions from damaged tissue to physiologically healthy brain regions, hold the potential to dramatically improve overall health. Of the current neuroplastic interventions in development, neurofeedback training (NFT) from functional Magnetic Resonance Imaging (fMRI) has the advantages of being completely non-invasive, non-pharmacologic, and spatially localized to target brain regions, as well as having no known side effects. Furthermore, NFT techniques, initially developed using fMRI, can often be translated to exercises that can be performed outside of the scanner without the aid of medical professionals or sophisticated medical equipment. In fMRI NFT, the fMRI signal is measured from specific regions of the brain, processed, and presented to the participant in real-time. Through training, self-directed mental processing techniques, that regulate this signal and its underlying neurophysiologic correlates, are developed. FMRI NFT has been used to train volitional control over a wide range of brain regions with implications for several different cognitive, behavioral, and motor systems. Additionally, fMRI NFT has shown promise in a broad range of applications such as the treatment of neurologic disorders and the augmentation of baseline human performance. In this article, we present an fMRI NFT protocol developed at our institution for modulation of both healthy and abnormal brain function, as well as examples of using the method to target both cognitive and auditory regions of the brain.

The ability to induce and/or control neural plasticity may be critical in future treatments for neurologic disorders and the recovery from brain injury. In this paper, we present a protocol on the use of neurofeedback training with functional magnetic resonance imaging to modulate human brain function.

관리의 실시간 fMRI Neurofeedback 훈련에 대 한 프로토콜

Neurologic disorders are characterized by abnormal cellular-, molecular-, and circuit-level functions in the brain. New methods to induce and control ...

Fiber Connections of the Supplementary Motor Area Revisited: Methodology of Fiber Dissection, DTI, and Three Dimensional Documentation

The purpose of this study is to show the methodology for the examination of the white matter connections of the supplementary motor area (SMA) complex (pre-SMA and SMA proper) using a combination of fiber dissection techniques on cadaveric specimens and magnetic resonance (MR) tractography. The protocol will also describe the procedure for a white matter dissection of a human brain, diffusion tensor tractography imaging, and three-dimensional documentation. The fiber dissections on human brains and the 3D documentation were performed at the University of Minnesota, Microsurgery and Neuroanatomy Laboratory, Department of Neurosurgery. Five postmortem human brain specimens and two whole heads were prepared in accordance with Klingler's method. Brain hemispheres were dissected step by step from lateral to medial and medial to lateral under an operating microscope, and 3D images were captured at every stage. All dissection results were supported by diffusion tensor imaging. Investigations on the connections in line with Meynert's fiber tract classification, including association fibers (short, superior longitudinal fasciculus I and frontal aslant tracts), projection fibers (corticospinal, claustrocortical, cingulum, and frontostriatal tracts), and commissural fibers (callosal fibers) were also conducted.

The purpose of this study is to show each step of the fiber dissection technique on human cadaveric brains, the 3D documentation of these dissections, and the diffusion tensor imaging of the anatomically dissected fiber pathways.

재조합 모터 영역의 광섬유 연결 : 광섬유 해부, DTI 및 3 차원 문서화 방법론

The purpose of this study is to show the methodology for the examination of the white matter connections of the supplementary motor area (SMA) complex ...

Optimized Management of Endovascular Treatment for Acute Ischemic Stroke

This manuscript describes a streamlined protocol for the management of patients with acute ischemic stroke, which aims at the minimization of time from hospital admission to reperfusion. Rapid restoration of cerebral blood flow is essential for the outcomes of patients with acute ischemic stroke. Endovascular treatment (EVT) has become the standard of care to accomplish this in patients with acute stroke due to large vessel occlusion (LVO). To achieve reperfusion of ischemic brain regions as fast as possible, all in-hospital time delays have to be carefully avoided. Therefore, management of patients with acute ischemic stroke was optimized with an interdisciplinary standard operating procedure (SOP). Stroke neurologists, diagnostic as well as interventional neuroradiologists, and anesthesiologists streamlined all necessary processes from patient admission and diagnosis to EVT of eligible patients. Target times for every step were established. Actually achieved times were prospectively recorded along with clinical data and imaging scores for all endovascularly treated stroke patients. These data were regularly analyzed and discussed in interdisciplinary team meetings. Potential issues were evaluated and all staff involved was trained to adhere to the SOP. This streamlined patient management approach and enhanced interdisciplinary collaboration reduced time from patient admission to reperfusion significantly and was accompanied by a beneficial effect on clinical outcomes.

The outcome of patients with acute ischemic stroke depends on swift restoration of cerebral blood flow. This protocol aims at optimizing the management of such patients by minimizing peri-procedural timings and rendering the time from hospital admission to reperfusion as short as possible.

급성 허 혈 성 뇌졸중 혈관 내 수술 치료의 최적화 관리

This manuscript describes a streamlined protocol for the management of patients with acute ischemic stroke, which aims at the minimization of time from ...

Real-Time fMRI Brain Mapping in Animals

Dynamic fMRI responses vary largely according to the physiological conditions of animals either under anesthesia or in awake states. We developed a real-time fMRI platform to guide experimenters to monitor fMRI responses instantaneously during acquisition, which can be used to modify the physiology of animals to achieve desired hemodynamic responses in animal brains. The real-time fMRI set-up is based on a 14.1T preclinical MRI system, enabling the real-time mapping of dynamic fMRI responses in the primary forepaw somatosensory cortex (FP-S1) of anesthetized rats. Instead of a retrospective analysis to investigate confounding sources leading to the variability of fMRI signals, the real-time fMRI platform provides a more effective scheme to identify dynamic fMRI responses using customized macro-functions and a common neuroimage analysis software in the MRI system. Also, it provides immediate troubleshooting feasibility and a real-time biofeedback stimulation paradigm for brain functional studies in animals.

Animal brain functional mapping can benefit from the real-time functional magnetic resonance imaging (fMRI) experimental set-up. Using the latest software implemented in the animal MRI system, we established a real-time monitoring platform for small animal fMRI.

동물의 실시간 fMRI 뇌 매핑

Dynamic fMRI responses vary largely according to the physiological conditions of animals either under anesthesia or in awake states. We developed a ...

Endovascular Perforation Model for Subarachnoid Hemorrhage Combined with Magnetic Resonance Imaging (MRI)

The endovascular filament perforation model to mimic subarachnoid hemorrhage (SAH) is a commonly used model - however, the technique can cause a high mortality rate as well as an uncontrollable volume of SAH and other intracranial complications such as stroke or intracranial hemorrhage. In this protocol, a standardized SAH mouse model is presented, induced by endovascular filament perforation, combined with magnetic resonance imaging (MRI) 24 h after operation to ensure the correct bleeding site and exclude other relevant intracranial pathologies. Briefly, C57BL/6J mice are anesthetized with an intraperitoneal ketamine/xylazine (70 mg/16 mg/kg body weight) injection and placed in a supine position. After midline neck incision, the common carotid artery (CCA) and carotid bifurcation are exposed, and a 5-0 non-absorbable monofilament polypropylene suture is inserted in a retrograde fashion into the external carotid artery (ECA) and advanced into the common carotid artery. Then, the filament is invaginated into the internal carotid artery (ICA) and pushed forward to perforate the anterior cerebral artery (ACA). After recovery from surgery, mice undergo a 7.0 T MRI 24 h later. The volume of bleeding can be quantified and graded via postoperative MRI, enabling a robust experimental SAH group with the option to perform further subgroup analyses based on blood quantity.

Endovascular Perforation Model for Subarachnoid Hemorrhage Combined with Magnetic Resonance Imaging MRI

Here we present a standardized SAH mouse model, induced by endovascular filament perforation, combined with magnetic resonance imaging (MRI) 24 h after operation to ensure the correct bleeding site and exclude other relevant intracranial pathologies.

자기 공명 영상(MRI)과 결합된 Subarachnoid 출혈에 대한 혈관 내 천공 모델

The endovascular filament perforation model to mimic subarachnoid hemorrhage (SAH) is a commonly used model - however, the technique can cause a high ...