Name: contrast enhanced ultrasound imaging for assessment of spinal cord blood flow in experimental spinal cord injury
Uploaded: 2015-05-07T14:00:00
Description: Watch this Scientific Journal Video about Contrast Enhanced Ultrasound Imaging for Assessment of Spinal Cord Blood Flow in Experimental Spinal Cord Injury at JoVE.com

We acknowledge Stephanie Gorgeard, Thierry Scheerlink (Toshiba France), and Christophe Lazare (Bracco France).

참고 :이 원고에 기술 된 방법은 의학, 파리, 프랑스 (CEEALV / 2011-08-01)의 Lariboisière 학교의 생명 윤리위원회에 의해 승인되었다. 1. 장비 준비 <ol><li> 준비 및 카테터 삽입에 대한 다음과 같은 악기 청소 : 마이크로 포셉, 마이크로 가위, 마이크로 혈관 클램프, 큰 가위, 외과 스레드 (블랙 꼰 실크 4-0)과 14 G 카테터를. 헤파린 용액 (5000 U / mL)로 카테터를 Heparinize. </li><li> 준비하고...

<ol>
	<li>Cadotte, D. W., Fehlings, M. G. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Spinal+cord+injury:+a+systematic+review+of+current+treatment+options.">Spinal cord injury: a systematic review of current treatment options.</a> Clin Orthop Relat Res. 469 (3), 732-741 (2011).</li><li>Beattie, M. S., Farooqui, A. A., Bresnahan, J. C. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Review+of+current+evidence+for+apoptosis+after+spinal+cord+injury.">Review of current evidence for apoptosis after spinal cord injury.</a> J Neurotrauma. 17 (10), 915-925 (2000).</li><li>MacDonald, J. 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D., 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=Sustained+spinal+cord+compression:+part+II:+effect+of+methylprednisolone+on+regional+blood+flow+and+recovery+of+somatosensory+evoked+potentials).">Sustained spinal cord compression: part II: effect of methylprednisolone on regional blood flow and recovery of somatosensory evoked potentials).</a> J Bone Joint Surg Am. 85-A (1), 95-101 (2003).</li><li>Hamamoto, Y., Ogata, T., Morino, T., Hino, M., Yamamoto, H. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Real-time+direct+measurement+of+spinal+cord+blood+flow+at+the+site+of+compression:+relationship+between+blood+flow+recovery+and+motor+deficiency+in+spinal+cord+injury.">Real-time direct measurement of spinal cord blood flow at the site of compression: relationship between blood flow recovery and motor deficiency in spinal cord injury.</a> Spine (Phila Pa 1976). 32 (18), 1955-1962 (2007).</li><li>Horn, E. 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=The+effects+of+intrathecal+hypotension+on+tissue+perfusion+and+pathophysiological+outcome+after+acute+spinal+cord+injury).">The effects of intrathecal hypotension on tissue perfusion and pathophysiological outcome after acute spinal cord injury).</a> Neurosurg Focus. 25 (5), E12 (2008).</li><li>Phillips, J. P., George, K. J., Kyriacou, P. A., Langford, R. M. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Investigation+of+photoplethysmographic+changes+using+a+static+compression+model+of+spinal+cord+injury.">Investigation of photoplethysmographic changes using a static compression model of spinal cord injury.</a> Conf Proc IEEE Eng Med Biol Soc. 2009, 1493-1496 (2009).</li><li>Phillips, J. P., George, K. J., Kyriacou, P. A., Langford, R. 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H. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Contrast-enhanced+and+targeted+ultrasound.">Contrast-enhanced and targeted ultrasound.</a> World J Gastroenterol. 17 (1), 28-41 (2011).</li><li>Soubeyrand, M., Badner, A., Vawda, R., Chung, Y. S., Fehlings, M. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Very+High+Resolution+Ultrasound+Imaging+for+Real-Time+Quantitative+Visualisation+of+Vascular+Disruption+After+Spinal+Cord+Injury.">Very High Resolution Ultrasound Imaging for Real-Time Quantitative Visualisation of Vascular Disruption After Spinal Cord Injury.</a> J Neurotrauma. , (2014).</li><li>Akhtar, A. Z., Pippin, J. J., Sandusky, C. B. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Animal+models+in+spinal+cord+injury:+a+review.">Animal models in spinal cord injury: a review.</a> Rev Neurosci. 19 (1), 47-60 (2008).</li></ol>

우리 래트 SCI 타박상 CEU 모델을 사용하는 방법을 설명 하였지만,이 프로토콜은 다른 실험 목적 또는 SCI 모델에 맞게 수정 될 수있다. 그러나 우리는 시간 지점의 수와 SCBF 측정치 사이의 지연이 다른 연구의 요구를 만족하도록 구성 될 수있다, (부상 및 15 분 후 - SCI 전에) 두 시점에서 SCBF를 측정하기 위해 선택했다. 예를 들어, 우리의 이전 연구 (17)에서, 우리는 첫 번째 시간에 걸쳐 후 SCI ?...

외상성 척수 손상 (SCI)는 감각 운동에 상당한 손상, 자율 기능에 이르는 엄청난 조건이다. 지금까지 어떤 치료는 환자의 효율성을 입증하지 않았다. 이러한 이유로, 잠재적 인 치료의 평가를 더욱 향상시킬 부상 pathiophysiology 1 해명 할 수있는 새로운 기술을 식별하는 것이 중요하다. SCI는 주 및 보조 부상 불리는 두 순차적 단계로 구분된다. 주요 부상은 초기 기계적인 모욕에 해당한다. 또한 초기 병변, 조직 손상 때문에 신경 적자 2,3의 점진적 확장에 기여하는 보조 부상 그룹 (예 : 염증, 산화 스트레스 및 저산소증 등) 다양한 생물학적 이벤트의 폭포 반면. SCI의 급성 단계에서, 신경 치료는 보조 부상 병리와 쉬를 줄이는 목표로따라서 신경 학적 결과를 개선 울드. 많은 보조 부상 이벤트 중 허혈은 중요한 역할 4,5을한다. SCI의 진원지의 수준에서 손상된 실질 미세 혈관 효과적인 척수 혈류 (SCBF을) 방해. 또한, SCBF도 크게 부상 진원지 특히 &quot;허혈성 주변부 구역&quot;으로 알려진 영역을 둘러싼 영역에서 감소된다. SCBF 빨리이 지역 내에서 복원 할 수없는 경우, 허혈 보충 실질 괴사 더욱 신경 조직의 손상을 초래할 수 있습니다. 조금이라도 조직 보존 기능의 상당한 효과를 가질 수있는 바와 같이, 허혈 후 SCI를 줄일 수 및 약물 치료법을 개발하는 주요 관심사이다. 이 현상을 강조하기 위해, 이전의 작품은 유수 축삭의 10 %의 보존을 보여 주었다 것은 이후 SCI 6 고양이의 산책을 허용하기에 충분했다. 여러 기술들이 SCBF,을 평가하는 기술되었지만Y 모두 상당한 한계가있다. 예를 들어, 방사성 미소 7,8 및 C14-iodopyrine의 오토 라디오 그래피 (9)의 사용은 이후 동물의 희생을 요구하고 나중 포인트에서 반복 될 수 없다. 수소 클리어런스 기술 (10)는 척수 손상 될 수 척수 전극의 삽입에 따라 달라진다. 레이저 도플러 이미징, 14,15 광 혈류 및 생체 내 광학 현미경 (16)은 측정 11-13 매우 제한된 깊이 / 면적을 가지고 있지만. 우리 팀은 이전에 대비 강화 된 초음파 (CEU) 영상이 실시간으로 평가하는 데 사용할 수있는 것으로 나타하고있다 생체 쥐 척수 실질 17 SCBF 변경됩니다. 또한 유사한 기술이 황 동부 등에 의해 도포하는 것이 중요하다. SCI 18 돼지 모델. CEU는 그레이 스케일 형태 메신저를 연관시킬 수 있습니다 초음파 영상의 특정 모드를 적용혈액 순환 (19)의 공간적 분포 (종래의 B 모드에 의해 수득) 세. SCBF 이미징 및 정량화 에코 - 조영제의 혈관 내 주입에 의존한다. 조영제 (평균 직경 2.5 μm의 직경 미만 갖는 6㎛의 90 %), 황 헥사 플루오 라이드 미세 기포로 구성된다 인지질을 안정화. 마이크로 버블 따라서 혈액 에코 및 혈액 흐름에 따른 조직의 증가 콘트라스트 향상 탐침에 의해 방출 된 초음파 빔을 반영한다. 이 반사 된 신호의 세기에 따른 관심의 주어진 영역에서 혈류를 평가하는 것이 가능하다. 마이크로 버블은 안전하고 임상 적 인간에 적용되었습니다. 육 불화 황 빠르게 클리어 (반감기 12 분을 의미 임) 및 육 불화 황 투여의 80 % 이상은 주입 후 2 분 이내에 호기 공기를 회수한다. 이 프로토콜은 CEU 메신저를 사용하는 간단한 방법을 제공한다쥐 SCBF 변화를 평가하기 위해 노화.

<table border="0" cellpadding="0" cellspacing="0" width="1154">
	<tbody>
		<tr height="25">
			<td height="25" style="height:25px;width:397px;">Name of Reagent/ Equipment</td>
			<td style="width:229px;">Company</td>
			<td style="width:229px;"></td>
			<td style="width:299px;">Comments/Description</td>
		</tr>
		<tr height="25">
			<td height="25" style="height:25px;width:397px;">External Fixator Hoffman 3</td>
			<td style="width:229px;">Stryker, Kalamazoo, USA</td>
			<td style="width:229px;"></td>
			<td>Modular system used to build the custom made 3D frame and the jointed arm holding the ultrasound probe</td>
		</tr>
		<tr height="25">
			<td height="25" style="height:25px;width:397px;">Toshiba Applio</td>
			<td style="width:229px;">Toshiba, Tokyo, Japan</td>
			<td style="width:229px;"></td>
			<td>Ultrasound machine</td>
		</tr>
		<tr height="25">
			<td height="25" style="height:25px;width:397px;">Sonovue</td>
			<td style="width:229px;">Bracco, Milan, Italy</td>
			<td style="width:229px;"></td>
			<td>Contrast agent : microbubbles</td>
		</tr>
		<tr height="25">
			<td height="25" style="height:25px;width:397px;">Vueject pump</td>
			<td style="width:229px;">Bracco, Milan, Italy</td>
			<td style="width:229px;"></td>
			<td>Electric pump for infusion of microbubbles bolus</td>
		</tr>
		<tr height="44">
			<td height="44" style="height:44px;width:397px;">Aquasonic Ultrasound Gel</td>
			<td style="width:229px;">Parker Laboratories, Fairfield, NJ, USA</td>
			<td style="width:229px;"></td>
			<td>Ultrasound gel used to transmit the ultrasound waves</td>
		</tr>
		<tr height="44">
			<td height="44" style="height:44px;width:397px;">Isovet</td>
			<td style="width:229px;">Piramal Healthcare, Mumbai, India</td>
			<td style="width:229px;"></td>
			<td>Isoflurane used for anesthesia</td>
		</tr>
		<tr height="25">
			<td height="25" style="height:25px;width:397px;">Ultra Extend</td>
			<td style="width:229px;">Toshiba, Tokyo, Japan</td>
			<td style="width:229px;"></td>
			<td>Software used for quantification of spinal cord blood flow</td>
		</tr>
		<tr height="25">
			<td height="25" style="height:25px;width:397px;">Mastercraft Five-piece Mini-pliers Set, Product #58-4788-6</td>
			<td style="width:229px;">Canadian Tire, Toronto, Canada</td>
			<td style="width:229px;"></td>
			<td>Set of pliers for Do-it-yourself job</td>
		</tr>
	</tbody>
</table>

contrast enhanced ultrasound imaging for assessment of spinal cord blood flow in experimental spinal cord injury

감소 척수 혈류 (SCBF) (즉, 허혈) 외상성 척수 손상 (SCI) 기전에 중요한 역할을하고 그에 따라 신경 치료를위한 중요한 목표이다. 여러 기술들이 SCBF을 평가하기 위해 설명되었지만, 이들은 모두 상당한 한계가있다. 후자를 극복하기 위해 실시간 콘트라스트 향상 초음파 영상 (CEU)의 사용을 제안한다. 여기에서 우리는 SCI의 쥐 타박상 모델이 기술의 응용 프로그램을 설명합니다. 경정맥 카테터 제 조영제, 육 불화 황 캡슐화 된 마이크로 버블의 염화나트륨 용액의 반복 된 주입 주입된다. 척추 후 맞춤형 3D 프레임으로 안정되고, 척수 경막은 ThIX-ThXII에서 후궁 절제술에 의해 노출된다. 초음파 프로브는 다음 (초음파 젤 코팅) 경막의 후방 측면에 위치한다. 콘트라의 기준 SCBF, 하나의 정맥 주사 (400 μl를) 평가하기세인트 제가 그대로 척수 미세 혈관 통로를 통해 기록에 적용된다. 중량 - 드롭 장치이어서 SCI의 재현성 실험 타박상 모델을 생성하는 데 사용된다. 조영제는 포스트 SCI SCBF 변화를 평가하기 위해 다음의 부상 15 분 재 주입된다. CEU는 실제 시간과 생체 내 SCI 다음 SCBF 변화의 평가를 할 수 있습니다. 손상되지 않은 동물에서, 초음파 영상은 척수 손상을 따라 불균일 혈류를 나타내었다. SCBF가 더 원격 그대로 지역에 보존 남아있는 동안 또한, 15 분 후 SCI는 중요한 허혈은 진원지의 수준에 있었다. 진앙 (주동이와 꼬리 모두)에 인접한 지역에서는 SCBF이 크게 감소 하였다. 이는 앞서 설명한 &quot;허혈성 주변부 영역&quot;에 대응한다. 이 도구는 허혈 및 SCI에 후속 얻어진 조직 괴사를 제한하는 목적으로 치료법의 효과를 평가하기위한 주요 관심사이다.

프로토콜은 상술, 그것은 길이 척수 시상 세그먼트 따라 SCBF를 매핑 할 수있다. 그대로 척수에서, 실질 (그림 12) 내에서 SCBF 부정이있을 나타납니다. 이는 다른 하나의 동물로부터 radiculo-수질 동맥의 가변 분포 (RMA)에 의해 설명 될 수있다. RMA는 전방 척추 동맥 (ASA)에 도달하므로 척수 실질 조직에 혈액 공급을 제공 동맥 분절을 지칭한다. 대조적으로, 동맥 radicular...

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Contrast Enhanced Ultrasound Imaging for Assessment of Spinal Cord Blood Flow in Experimental Spinal Cord Injury

Contrast Enhanced Ultrasound imaging is a reliable in-vivo tool for quantifying spinal cord blood flow in an experimental rat spinal cord injury model. This paper contains a comprehensive protocol for application of this technique in association with a contusion model of thoracic spinal cord injury.

실험 척수 부상에서 척수 혈액 흐름의 평가를위한 향상된 초음파 이미징 대비

Reduced spinal cord blood flow (SCBF) (i.e., ischemia) plays a key role in traumatic spinal cord injury (SCI) pathophysiology and is accordingly an ...

Research

JoVE Journal

Medicine

Acute and Chronic Tactile Sensory Testing after Spinal Cord Injury in Rats

쥐의 척수를 다친 후에 급성 및 만성 촉각 감각 테스트

Spinal cord injury (SCI) impairs sensory systems causing allodynia1-8. To identify cellular and molecular causes of allodynia, sensitive and valid sensory ...

연구

의학

A Contusion Model of Severe Spinal Cord Injury in Rats

쥐에 심각한 척수 손상의 타박상 모델

The translational potential of novel treatments should be investigated in severe spinal cord injury (SCI) contusion models. A detailed methodology is ...

Evaluation of Respiratory Muscle Activation Using Respiratory Motor Control Assessment (RMCA) in Individuals with Chronic Spinal Cord Injury

Evaluation of Respiratory Muscle Activation Using Respiratory Motor Control Assessment RMCA in Individuals with Chronic Spinal Cord Injury

만성 척수 부상으로 개인의 호흡기 모터 제어 평가 (RMCA)를 사용하여 호흡 근육 활성화의 평가

During breathing, activation of respiratory muscles is coordinated by integrated input from the brain, brainstem, and spinal cord. When this coordination ...

Implanting Glass Spinal Cord Windows in Adult Mice with Experimental Autoimmune Encephalomyelitis

실험자가 면역 뇌척수염 성인 마우스에 유리 척수 Windows를 이식

Experimental autoimmune encephalomyelitis (EAE) in adult rodents is the standard experimental model for studying autonomic demyelinating diseases such as ...

Controlled Cortical Impact Model for Traumatic Brain Injury

외상성 뇌 손상에 대한 제어 피질 충격 모델

Every year over a million Americans suffer a traumatic brain injury (TBI).  Combined with the incidence of TBIs worldwide, the physical, emotional, ...

A Radio-telemetric System to Monitor Cardiovascular Function in Rats with Spinal Cord Transection and Embryonic Neural Stem Cell Grafts

무선 원격 측정 시스템은 척수 절개 및 배아 신경 세포 이식 줄기와 흰쥐의 심장 혈관 기능을 모니터링 할 수

High thoracic or cervical spinal cord injury (SCI) can lead to cardiovascular dysfunction. To monitor cardiovascular parameters, we implanted a catheter ...

Synergetic Use of Neural Precursor Cells and Self-assembling Peptides in Experimental Cervical Spinal Cord Injury

실험 경추 척수 손상의 신경 전구체 세포 및 자기 조립 펩티드의 시너지 사용

Spinal cord injuries (SCI) cause serious neurological impairment and psychological, economic, and social consequences for patients and their families. ...

Neural Stem Cell Transplantation in Experimental Contusive Model of Spinal Cord Injury

척수 손상의 실험 Contusive 모델에서 신경 줄기 세포 이식

Spinal cord injury is a devastating clinical condition, characterized by a complex of neurological dysfunctions. Animal models of spinal cord injury can ...

Calibrated Forceps Model of Spinal Cord Compression Injury

척수 압축 부상의 보정 집게 모델

Compression injuries of the murine spinal cord are valuable animal models for the study of spinal cord injury (SCI) and spinal regenerative therapy. The ...

A Neonatal Mouse Spinal Cord Compression Injury Model

신생아 마우스 척수 압축 부상 모델

Spinal cord injury (SCI) typically causes devastating neurological deficits, particularly through damage to fibers descending from the brain to the spinal ...