Name: a volumetric method for quantification of cerebral vasospasm in a murine model of subarachnoid hemorrhage
Uploaded: 2018-07-28T14:30:00
Duration: 8 min 12 s
Description: Watch this Scientific Journal Video about A Volumetric Method for Quantification of Cerebral Vasospasm in a Murine Model of Subarachnoid Hemorrhage at JoVE.com

Delen van deze studie zijn onderdeel van het proefschrift van T. Pantel, voorgelegd aan de medische faculteit van de Johannes Gutenberg-Universiteit Mainz. De studie werd ondersteund door de Stiftung Friedhelm bevrijdt en de Stiftung Neurochirurgische Forschung (subsidies voor A.N.).

De dierproeven werden goedgekeurd door het Comité verantwoordelijk dierenverzorgers (Landesuntersuchungsamt Rheinland-Pfalz) en uitgevoerd overeenkomstig de German Animal Welfare Act (TierSchG). Alle internationale, nationale en institutionele richtsnoeren van toepassing voor de zorg en het gebruik van dieren werden gevolgd.
In deze studie werden de mannelijke C57BL6 muizen (10-12 weken leeftijd) gebruikt. Kortom, werd subarachnoïdale bloeding veroorzaakt door endovasculair gloeidraad perforatie onder verdoving met Isofluraan. De linker externe halsslagader werd operatief voorbereid. Vervolgens werd een gloeidraad ingevoegd in de externe halsslagader en geavanceerde intracranially via de interne halsslagader die was geperforeerd op de halsslagader T, inducerende een subarachnoïdale bloeding. Een stijging van de intracraniële druk werd opgevat als een indicator voor succesvolle endovasculaire perforatie. Een gedetailleerd protocol voor een endovasculaire gloeidraad perforatie model van SAH in muizen is gepubliceerd door anderen8,14.
1. perfusie en endovasculaire gieten
<ol><li>In deze studie werd perfusie 72 uur na de inductie van SAH uitgevoerd. Verdoving door het intraperitoneally injecteren van 5 µg/g lichaam gewicht (bw) midazolam, 30 ng/g bw fentanyl en 0,5 µg/g bw medetomidin veroorzaken. Pas na een voldoende verdoving niveau is bereikt, die wordt bevestigd door het ontbreken van reacties op pijn stimuli blijven.</li>
	<li>Openen van de thorax, perforaties van het linkerventrikel met een canule 21G, openen de juiste atrium en klem de aflopende aorta zoals beschreven elders15.</li>
	<li>Uitvoeren van een transcardiac perfusie met behulp van de volgende oplossingen: (i) Dulbecco fosfaat gebufferde zoutoplossing met MgCl2 en CaCl2 met een pH van 7,4 met glucose 1 g/L, en (ii) 4% paraformaldehyde-oplossing.<ol>
<li>Start de perfusie met oplossing (i) gedurende 2 minuten, en verder met oplossing (ii) voor 4 minuten.</li>
		<li>Infundeer de oplossingen bij een temperatuur van 37 ° C en het gebruik van een gecontroleerde druk pomp met variabele perfusie tarief te perfuse met een constante druk van 70 mmHg, die bleek te zijn van de optimale perfusie-druk om te analyseren vasospasm in muizen16. Vermijd een verlies van druk wanneer overschakelen van oplossing (i) te oplossing (Ii).</li>
	</ol>
</li>
	<li>Na perfusie met oplossingen (i) en (ii), blijven perfusie gedurende 20 minuten bij kamertemperatuur met radiopaak gieten agent (Zie Tabel van materialen) met een constante snelheid van 0,2 ml/min.</li>
	<li>Toestaan voor het genezen van de radiopaak gieten materiaal bij 4 ° C's nachts. Verwijder de hersenen van de schedel als eerder beschreven17, overbrengen van het monster naar 4% PFA-oplossing, en bewaren het monster bij 4 ° C tot micro CT scanning.</li>
</ol>2. micro berekend tomografie
<ol><li>Plaats de hersenen in het midden van een plastic buis met een botte anatomische pincet. Kies een buis met een iets grotere diameter dan de steekproef om ervoor te zorgen dat het object niet wordt verplaatst tijdens Beeldacquisitie. Gebruik gaas om te sluiten van de buis.</li>
	<li>Bevestig de kunststof buis aan de motor micro-intensivering op het computer-genavigeerd-control (CNC) positioning system in de cabine van X-ray, waarin het object wordt geroteerd om de horizontale as.</li>
	<li>Het monster in het gebied-van-weergave onder X-ray radiografie uitlijnen Om te bereiken van de maximale vergroting, plaatst u het object zo dicht mogelijk bij de x-ray-bron en de afstand tot de detector zoveel mogelijk te maximaliseren.</li>
	<li>Een stap-en-spruit afbeelding overname protocol gebruiken met de volgende parameters van de scan: blootstellingstijd ingesteld op 1 s voor elke projectie op het optimaliseren van de signaal-ruisverhouding (SNR), spanning 80 buis kV (huidige 38 µA), 360° rotatie, wat resulteert in 1000 projecties.</li>
	<li>Voor wederopbouw van RAW-gegevens gebruikt een algoritme van de gefilterde terug projectie toepassen van het filter Shepp-Logan met een matrix van voxels van de 1024 x 1024 x 1024 wederopbouw softwarematig (Zie Tabel van materialen). Voor verdere analyse de resulterende DICOM-gegevens te importeren in 3D visualisatie software (Zie Tabel van materialen).</li>
</ol>3. 3-dimensionale reconstructie van de intracraniële vasculaire boom en de vastberadenheid van schip Volumes
Opmerking: Achtergrondinformatie over de functies van de visualisatie software kan worden gevonden met behulp van de functie helpen.
<ol><li>DICOM-gegevens importeren in visualisatie software met behulp van de functie Import.</li>
	<li>Visualiseer de structuur van het schip met de functie Volren. Kies de visualisatie drempel, zodat de grote cerebrale arteriën zijn afgebeeld in scherpe contouren. Het is belangrijk om het gebruik van de dezelfde visualisatie drempel voor alle gegevenssets die behoren tot de experimentele serie.</li>
	<li>Vrijwel ontleden de basale cerebrale bloedvaten (cirkel van Willis) met de functie VolumeEdit door rond de schepen met de cursor. Vervolgens ontleden vrijwel het vaartuig segment moet worden geanalyseerd. Daarom draaien de 3-dimensionaal model van de vasculaire boom om te scheiden precies alle kleine takken uit de belangrijkste slagader. Het is essentieel voor de verdere analyse te verwijderen van alle vaartuigen met uitzondering van het vaartuig segment moet worden geanalyseerd.</li>
	<li>Toepassing van de functie Autoskeleton met drempel ingesteld op visualisatie drempel, die genereert een center-lijn -op basis van SpatialGraph.</li>
	<li>Vervolgens passen de functie SpatialGraphToLineSet om te maken een lijn set. Verdeel de lijn zet in haar interne subsegmenten door handmatig de één subsegmenten met de cursor te kiezen en te klikken op "split". Deze stap is cruciaal om te berekenen van de volumes van de enkele subsegmenten.</li>
	<li>Gebruik de functie LineSetToSpatialGraph een ruimtelijke grafiek opnieuw maken.</li>
	<li>De functie SpatialGraphStatistics gebruiken om te bepalen van de lengte, volume en diameter van elke subsegment. Voor gekleurde visualisatie die de loop van de diameter van het vaartuig, gebruikt u de functie SpatialGraphView. Set segment kleuren te "dikte", die met de diameter van het vaartuig correleert. Het is belangrijk om te kiezen van dezelfde kleurkaart voor alle gegevenssets die behoren tot de experimentele serie.</li>
	<li>Het toevoegen van de lengtes van de subsegmenten om te bepalen welke subsegmenten moeten worden opgenomen in de verdere analyse. In de huidige studie geëvalueerd we een vaartuig segment bestaande uit 1 mm van de intern halsslagader proximale van de halsslagader T en 2,5 mm van de middelste cerebrale slagader distale van de halsslagader T. Voeg vervolgens de volumes om te bepalen van het vaartuig volume van het segment gedefinieerd vaartuig.</li>
</ol>

<ol>
	<li>Macdonald, R. L. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Delayed+neurological+deterioration+after+subarachnoid+haemorrhage.">Delayed neurological deterioration after subarachnoid haemorrhage.</a> Nature Reviews Neurology. 10 (1), 44-58 (2014).</li><li>Dorsch, N. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=A+clinical+review+of+cerebral+vasospasm+and+delayed+ischaemia+following+aneurysm+rupture.">A clinical review of cerebral vasospasm and delayed ischaemia following aneurysm rupture.</a> Acta Neurochirurgica Supplement. 110 (Pt 1), 5-6 (2011).</li><li>Vergouwen, M. 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=Definition+of+delayed+cerebral+ischemia+after+aneurysmal+subarachnoid+hemorrhage+as+an+outcome+event+in+clinical+trials+and+observational+studies:+Proposal+of+a+multidisciplinary+research+group.">Definition of delayed cerebral ischemia after aneurysmal subarachnoid hemorrhage as an outcome event in clinical trials and observational studies: Proposal of a multidisciplinary research group.</a> Stroke. 41 (10), 2391-2395 (2010).</li><li>Friedrich, B., 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=CO2+has+no+therapeutic+effect+on+early+microvasospasm+after+experimental+subarachnoid+hemorrhage.">CO2 has no therapeutic effect on early microvasospasm after experimental subarachnoid hemorrhage.</a> Journal of Cerebral Blood Flow &amp; Metabolism. 34 (8), e1-e6 (2014).</li><li>Friedrich, B., Muller, F., Feiler, S., Scholler, K., Plesnila, N. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Experimental+subarachnoid+hemorrhage+causes+early+and+long-lasting+microarterial+constriction+and+microthrombosis:+An+in+vivo+microscopy+study.">Experimental subarachnoid hemorrhage causes early and long-lasting microarterial constriction and microthrombosis: An in vivo microscopy study.</a> Journal of Cerebral Blood Flow &amp; Metabolism. 32 (3), 447-455 (2012).</li><li>Terpolilli, N. A., 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=Nitric+oxide+inhalation+reduces+brain+damage,+prevents+mortality,+and+improves+neurological+outcome+after+subarachnoid+hemorrhage+by+resolving+early+pial+microvasospasms.">Nitric oxide inhalation reduces brain damage, prevents mortality, and improves neurological outcome after subarachnoid hemorrhage by resolving early pial microvasospasms.</a> Journal of Cerebral Blood Flow &amp; Metabolism. 36 (12), 2096-2107 (2016).</li><li>Neulen, A., 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=A+segmentation-based+volumetric+approach+to+localize+and+quantify+cerebral+vasospasm+based+on+tomographic+imaging+data.">A segmentation-based volumetric approach to localize and quantify cerebral vasospasm based on tomographic imaging data.</a> PLoS One. 12 (2), e0172010 (2017).</li><li>Schuller, K., Buhler, D., Plesnila, N. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=A+murine+model+of+subarachnoid+hemorrhage.">A murine model of subarachnoid hemorrhage.</a> Journal of Visualized Experiments. (81), e50845 (2013).</li><li>Altay, 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=A+novel+method+for+subarachnoid+hemorrhage+to+induce+vasospasm+in+mice.">A novel method for subarachnoid hemorrhage to induce vasospasm in mice.</a> Journal of Neuroscience Methods. 183 (2), 136-140 (2009).</li><li>Momin, E. N., 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=Controlled+delivery+of+nitric+oxide+inhibits+leukocyte+migration+and+prevents+vasospasm+in+haptoglobin+2-2+mice+after+subarachnoid+hemorrhage.">Controlled delivery of nitric oxide inhibits leukocyte migration and prevents vasospasm in haptoglobin 2-2 mice after subarachnoid hemorrhage.</a> Neurosurgery. 65 (5), 937-945 (2009).</li><li>Froehler, M. 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=Vasospasm+after+subarachnoid+hemorrhage+in+haptoglobin+2-2+mice+can+be+prevented+with+a+glutathione+peroxidase+mimetic.">Vasospasm after subarachnoid hemorrhage in haptoglobin 2-2 mice can be prevented with a glutathione peroxidase mimetic.</a> Journal of Clinical Neurocience. 17 (9), 1169-1172 (2010).</li><li>Lin, C. L., 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=A+murine+model+of+subarachnoid+hemorrhage-induced+cerebral+vasospasm.">A murine model of subarachnoid hemorrhage-induced cerebral vasospasm.</a> Journal of Neuroscience Methods. 123 (1), 89-97 (2003).</li><li>Marbacher, S., Fandino, J., Kitchen, N. D. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Standard+intracranial+in+vivo+animal+models+of+delayed+cerebral+vasospasm.">Standard intracranial in vivo animal models of delayed cerebral vasospasm.</a> British Journal of Neurosurgery. 24 (4), 415-434 (2010).</li><li>Feiler, S., Friedrich, B., Scholler, K., Thal, S. C., Plesnila, N. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Standardized+induction+of+subarachnoid+hemorrhage+in+mice+by+intracranial+pressure+monitoring.">Standardized induction of subarachnoid hemorrhage in mice by intracranial pressure monitoring.</a> Journal of Neuroscience Methods. 190 (2), 164-170 (2010).</li><li>Ghanavati, S., Yu, L. X., Lerch, J. P., Sled, J. G. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=A+perfusion+procedure+for+imaging+of+the+mouse+cerebral+vasculature+by+X-ray+micro-CT.">A perfusion procedure for imaging of the mouse cerebral vasculature by X-ray micro-CT.</a> Journal of Neuroscience Methods. 221, 70-77 (2014).</li><li>Parra, A., 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=Mouse+model+of+subarachnoid+hemorrhage+associated+cerebral+vasospasm:+methodological+analysis.">Mouse model of subarachnoid hemorrhage associated cerebral vasospasm: methodological analysis.</a> Neurological research. 24 (5), 510-516 (2002).</li><li>Boulay, A. C., Saubamea, B., Decleves, X., Cohen-Salmon, M. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Purification+of+Mouse+Brain+Vessels.">Purification of Mouse Brain Vessels.</a> Journal of Visualized Experiments. 105 (e53208), (2015).</li><li>Marjamaa, J., 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=Mice+with+a+deletion+in+the+first+intron+of+the+Col1a1+gene+develop+dissection+and+rupture+of+aorta+in+the+absence+of+aneurysms:+High-resolution+magnetic+resonance+imaging,+at+4.7+T,+of+the+aorta+and+cerebral+arteries.">Mice with a deletion in the first intron of the Col1a1 gene develop dissection and rupture of aorta in the absence of aneurysms: High-resolution magnetic resonance imaging, at 4.7 T, of the aorta and cerebral arteries.</a> Magnetic Resonance in Medicine. 55 (3), 592-597 (2006).</li><li>Schambach, S. J., 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=Ultrafast+high-resolution+in+vivo+volume-CTA+of+mice+cerebral+vessels.">Ultrafast high-resolution in vivo volume-CTA of mice cerebral vessels.</a> Stroke. 40 (4), 1444-1450 (2009).</li><li>Figueiredo, G., 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=Comparison+of+digital+subtraction+angiography,+micro-computed+tomography+angiography+and+magnetic+resonance+angiography+in+the+assessment+of+the+cerebrovascular+system+in+live+mice.">Comparison of digital subtraction angiography, micro-computed tomography angiography and magnetic resonance angiography in the assessment of the cerebrovascular system in live mice.</a> Clinical Neuroradiology. 22 (1), 21-28 (2012).</li></ol>

De auteurs hebben niets te onthullen.

Lymfkliertest SAH modellen zijn een belangrijk instrument voor SAH basisonderzoek. Cerebrale vasospasm wordt vaak gebruikt als een eindpunt in experimentele studies, onderzoek naar de mechanismen die leiden tot DCI na SAH9,11. Kwantificering van cerebrale vasospasm in muizen of andere kleine dierlijke modellen van SAH is echter een uitdaging. Algemeen, wordt vasospasm gekwantificeerd door ex vivo bepaling van schip diameters op bepaalde anatomische punten na endovasculair perfusie en gieten7,9,12 of door bepaling van de omtrek paragraaf10,11van gedefinieerde vaartuigen op histologische. Deze methoden hebben echter enkele nadelen: Vasospasm wordt geëvalueerd alleen op bepaalde anatomische punten; vasospasm van naburige segmenten van het vaartuig kan ontsnappen evaluatie. Histologische artefacten presenteren een andere bron van fouten. Bovendien kunnen de evaluatie zijn nogal subjectief, want de exacte positie waar de diameter van het vaartuig wordt gemeten wordt bepaald door de onderzoeker.
Het doel was daarom een methode die cerebrale vasospasm kwantificeert door het berekenen van het volume van de vaartuig van hele cerebrale vaartuig segmenten van transversale imaging gegevens7vast te stellen. Het belangrijkste voordeel van de volumetrische methode hier gepresenteerd is dat hele vaartuig segmenten kunnen worden onderzocht. Dit voorkomt de noodzaak van de definitie van een punt waar de diameter van het vaartuig wordt gemeten. Een bijkomend voordeel van de evaluatie van het hele schip segmenten is dat het vermoedelijk presenteert een meer objectieve parameter om te kwantificeren vasospasm dan bepaling van schip diameters op bepaalde punten waar de vasospasm van het schip meer proximaal of DISTAAL kan ontsnappen evaluatie. Digitale weergave van schip diameters met behulp van een kleurcode staat een intuïtieve schatting van de mate van vasospasm. Bovendien, volumetrische evaluatie leidt tot grotere verschillen tussen vasospastic schepen in vergelijking met de evaluatie van het vaartuig diameters zoals aangegeven in de representatieve resultaten. De virtuele wederopbouw bereikt met de methode die hier gepresenteerd weerspiegelt de vasculaire anatomie nauwkeurig. Dit blijkt uit de evaluatie van de representatieve serie, in welke vat diameters microscopisch gemeten en van de digitale reconstructies waren vergelijkbaar, de opmerkingen van een eerdere studie7te reproduceren. Echter ondanks zijn voordelen, zijn verdere studies nodig om te evalueren of de methode die hier gepresenteerd is superieur aan conventionele methoden voor vasospasm analyse of niet.
Een beperking van de methode die hier gepresenteerd is dat het biedt meer tijd in vergelijking met microscopische analyse van gegoten hersenen monsters of histologische analyse (micro CT scannen tijd 90 minuten per hersenen monster, gegevensverwerking 45 min per monster van de hersenen). Bovendien kan de beschikbaarheid van micro CT-scanners beperken de toepassing ervan. Het aantal dieren die onderzocht worden hier was voldoende om aan te tonen van de haalbaarheid van het protocol wordt beschreven in dit manuscript. Echter als het protocol moet worden gebruikt in de behandeling studies, dier nummers zou moeten worden berekend op basis van de verwachte gevolgen voor vaartuig volumes en diameters. Een andere beperking van deze en andere studies met lymfkliertest SAH modellen is dat vasospasm is vastbesloten ex vivo. Hierdoor niet onmogelijk longitudinale studies die basislijnwaarden voordat SAH inductie en vasospasm op verschillende tijdstippen onderzoeken. Hoewel studies hebben aangetoond dat het is mogelijk om de beelden van de anatomie van de grote intracraniële schepen van muizen in vivo met behulp van magnetische resonantie tomografie18, computertomografie angiografie19of Digitale Subtractie angiografie20, deze methoden, om onze kennis, is nog niet gebruikt voor het analyseren van cerebrale vasospasm in lymfkliertest SAH modellen in vivo. Van de nota is de digitale wederopbouw van de cerebrale therapieën met latere volumetrische evaluatie van cerebrale vasospasm hier gepresenteerd niet beperkt tot het gebruik op ex vivo CT microgegevens. Als hoge resolutie vasculaire cross-sectionele hersenen beeldvorming in muizen in de toekomst beschikbaar komen moet, kan het worden gebruikt voor het uitvoeren van een volumetric analyse van vasospasm in vivo.

Aneurysmatic subarachnoïdale bloeding (SAH), een subtype van hemorragische beroerte, is een gemeenschappelijk ziekte in eenheden van de zorg van de neurointensive. Naast vroege hersenletsel (EBI), die bestaat uit de cerebrale schade veroorzaakt door het bloeden evenement zelf, is een andere belangrijke factor voor patiënten uitkomst vertraagde cerebrale ischemie (DCI), gedefinieerd door klinische verslechtering door verminderde cerebrale perfusie of cerebrale infarct niet geassocieerd met Interventionele of chirurgische procedures1,2,3. Belangrijke mechanismen bij te dragen aan DCI zijn vasospasms van de grote cerebrale schepen aan de ene kant; aan de andere kant, microcirculatory dysfunctie met vasospasm van microvessels en microthrombosis en ischemie aan corticale verspreiden depressies gerelateerde spelen een rol (herzien in Madonald 2014-1). Daarom, diagnose van vasospasm van de grote cerebrale vaartuigen is van cruciaal belang in de klinische praktijk en geeft een belangrijke eindpunt in veel klinische en experimentele studies.
Ondanks het feit dat de functies van de vasospasm in lymfkliertest SAH modellen zijn niet rechtstreeks overgezet naar de menselijke patiënten, lymfkliertest modellen van SAH verwante vasospasm geweest van het kweken van betekenis in de laatste jaren. In deze modellen wordt SAH geïnduceerd door endovasculair gloeidraad perforatie4,5,6,7,8, transect van cisternal schepen9, of injectie van bloed in het CB10 ,11,12. In tegenstelling tot grote diermodellen van SAH die traditioneel werden ontworpen om te bestuderen van de vasospasm13, hebben lymfkliertest modellen het grote voordeel dat talrijke transgene muizen stammen beschikbaar zijn. Dit maakt hen een uitstekend hulpmiddel voor de studie van moleculaire mechanismen die leiden tot vasospasm en DCI. Echter is de bepaling van de cerebrale vasospasm in muizen uitdagend. Dit is omdat in tegenstelling tot grote dierlijke modellen waarin vasospasm kan worden onderzocht met klinische beeldvormingstechnieken, in vivo imaging om cerebrale vasospasm bij muizen te analyseren nog niet beschikbaar is. Vasospasm wordt daarom vaak bepaald met behulp van hetzij histologische secties10,11 of microscopisch na gieten van cerebrale vaartuigen7,9,12. Echter, deze technieken hebben het nadeel dat vaartuig diameters zijn onderzocht op bepaalde punten alleen.
Op basis van een eerdere studie7, presenteert dit manuscript een methode voor objectieve en reproduceerbare analyse van vasospasm in een lymfkliertest SAH-model. De methode is gebaseerd op de perfusie en gieten van de cerebrale vaartuigen, ex vivo micro-CT scan, digital wederopbouw van de boom van het vaartuig, en latere evaluatie van volumes van hele cerebrale vaartuigen.

<table border="0" cellpadding="0" cellspacing="0" style="width:1385px;" width="1385">
	<tbody>
		<tr height="40">
			<td height="40" style="height:40px;width:503px;">Medetomidin&#160;</td>
			<td style="width:363px;">Pfizer, Karlsruhe, Germany</td>
			<td style="width:344px;">n.a.</td>
			<td style="width:176px;"></td>
		</tr>
		<tr height="40">
			<td height="40" style="height:40px;">Midazolam</td>
			<td>Ratiopharm, Ulm, Germany</td>
			<td>n.a.</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="40">
			<td height="40" style="height:40px;">Fentanyl&#160;</td>
			<td>Curamed, Karlsruhe, Germany</td>
			<td>n.a.</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="40">
			<td height="40" style="height:40px;">Venofix 21G</td>
			<td>B Braun Melsungen AG, Melsungen, Germany</td>
			<td>n.a.</td>
			<td>21G cannula&#160;</td>
		</tr>
		<tr height="40">
			<td height="40" style="height:40px;">Dulbecco&#8217;s Phosphate Buffered Saline containing MgCl2 and CaCl2, pH 7.4&#160;</td>
			<td>Sigma-Aldrich, Hamburg, Germany</td>
			<td>D8662&#160;</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="40">
			<td height="40" style="height:40px;">4% paraformaldehyde solution&#160;</td>
			<td>Sigma-Aldrich, Hamburg, Germany</td>
			<td>100496</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="40">
			<td height="40" style="height:40px;">Microfil MV-122&#160;</td>
			<td>Flowtech Inc., Carver, MA, USA</td>
			<td>n.a.</td>
			<td>Radiopaque</td>
		</tr>
		<tr height="40">
			<td height="40" style="height:40px;">Micro-CT system Y.Fox</td>
			<td>Yxlon, Garbsen, Germany</td>
			<td>n.a.</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="37">
			<td height="37" style="height:37px;">Reconstruction Studio software version 1.2.8.1</td>
			<td style="width:363px;">TeraRecon, Frankfurt am Main, Germany</td>
			<td style="width:344px;">n.a.</td>
			<td style="width:176px;">Reconstruction software</td>
		</tr>
		<tr height="40">
			<td height="40" style="height:40px;">Amira software version 5.4.2&#160;</td>
			<td>FEI Visualization Sciences Group, Hillsboro, OR, USA</td>
			<td style="width:344px;">n.a.</td>
			<td>Visualization software</td>
		</tr>
		<tr height="40">
			<td height="40" style="height:40px;width:503px;">PHD ultra syringe pump</td>
			<td>Harvard Apparatus</td>
			<td>70-3</td>
			<td>Pressure controlled pump</td>
		</tr>
		<tr height="40">
			<td height="40" style="height:40px;">anatomical forceps (blunt)</td>
			<td>B Braun Melsungen AG, Melsungen, Germany</td>
			<td>160323_v&#160;</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="40">
			<td height="40" style="height:40px;">Infinity X-21</td>
			<td>Deltapix, Maalov, Denmark</td>
			<td>n.a.</td>
			<td>high resolution camera</td>
		</tr>
		<tr height="40">
			<td height="40" style="height:40px;">DeltaPix Insight software version 2.0.1</td>
			<td>Deltapix, Maalov, Denmark</td>
			<td>n.a.</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="40">
			<td height="40" style="height:40px;">C57BL6 mice</td>
			<td>Charles River, Cologne, Germany</td>
			<td></td>
			<td></td>
		</tr>
	</tbody>
</table>

a volumetric method for quantification of cerebral vasospasm in a murine model of subarachnoid hemorrhage

Subarachnoïdale bloeding (SAH) een subtype is van hemorragische beroerte. Cerebrale vasospasm die in de nasleep van het bloeden optreedt is een belangrijke factor van patiënt resultaat en wordt daarom vaak beschouwd als een eindpunt van de studie. Echter, in kleine dierlijke studies over SAH, kwantificering van cerebrale vasospasm is een grote uitdaging. Hier wordt een ex vivo methode waarmee kwantificering van hoeveelheden van hele schip segmenten, die kunnen worden gebruikt als een objectieve maatstaf te kwantificeren van cerebrale vasospasm gepresenteerd. In een eerste stap, is endovasculair gieten van de cerebrale therapieën uitgevoerd met behulp van een agent radiopaak gieten. Transversale imaging gegevens worden dan overgenomen door micro computertomografie. De laatste stap omvat 3-dimensionale reconstructie van de virtuele vasculaire boom, gevolgd door een algoritme voor het berekenen van centrum lijnen en volumes van de segmenten van de geselecteerde vaartuig. De methode resulteerde in een zeer nauwkeurige virtuele reconstructie van de cerebrovasculaire boom blijkt uit een vergelijking op basis van de diameter van anatomische monsters met hun virtuele reconstructies. Vergeleken met een vaartuig diameter alleen, verschillen de vaartuig-volumes de tussen vasospastic en niet-vasospastic schepen weergegeven in een reeks SAH en sham bediende muizen.

Virtuele reconstructie van de 3-dimensionale intracraniële vasculaire boom
De 3-dimensioneel gereconstrueerde intracraniële vasculaire bomen verstrekt een zeer nauwkeurige vasculaire anatomie (Figuur 1). Om te beoordelen van de juistheid, wij uitgevoerd een diameter gebaseerde vergelijking tussen vaartuig diameters microscopisch bepaald en uit de 3-dimensionale virtuele reconstructies op 2 anatomisch bepaalde punten (1: links midden cerebrale slagader (MCA) 1 mm distale van de halsslagader T; 2: rechts MCA 1 mm distale van de halsslagader T). Voor microscopische bepaling van schip diameters, een hoge resolutie camera (Infinity X-21, Deltapix) met DeltaPix inzicht softwareversie 2.0.1 gekalibreerd op een schaal micrometer werd gebruikt. Voor deze evaluatie, werden 10 hersenen monsters (5 SAH, 5 sham) geanalyseerd. Dit waren uit een serie van 12 muizen, in 7 waarvan een SAH is verkregen, terwijl 5-sham geopereerd (2 dieren van de groep van de SAH stierf op postoperatieve dag 1 en 2, respectievelijk). Er waren geen significante verschillen tussen de diameters bepaald microscopisch en praktisch, met vermelding van een nauwkeurige virtuele reconstructie van de intracraniële vasculaire anatomie (microscopische bepaling vs. virtuele wederopbouw, ± standaardafwijking betekenen: links van MCA 150 ± 9 µm vs. links MCA 150 ± 8 µm; rechts van de MCA 153 ± 8 µm vs.154 ± 9 µm, Zie , Figuur 2). 
Kwantificering van cerebrale vasospasm in muizen met SAH
Om te kwantificeren cerebrale vasospasm, (i) het volume van een vooraf gedefinieerde representatieve 3.5 mm schip segment, bestaande uit het interne halsslagader (ICA) 1 mm en 2,5 mm MCA aan de linkerzijde, en (ii) het schip diameters op 2 anatomisch bepaalde punten (links en rechts MCA) werden bepaald in de hersenen monsters van de SAH en sham bediende dieren (n = 5). Het volume van het schip was beduidend lager in SAH ten opzichte van sham (36 ± 4 nL vs. 71 ± 9 nL, p < 0,05). Vaartuig diameters daalden in SAH ten opzichte van sham (MCA links: 140 ± 11 µm vs. 160 ± 10 µm, p = 0.11; rechts MCA: 130 ± 16 µm vs. 158 ± 13 µm, p < 0.05; Zie Figuur 3), terwijl het niveau van belang alleen voor MSNBC.com bereikt werd is van de juiste MCA.
<img alt="Figure 1" class="xfigimg" src="/files/ftp_upload/57997/57997fig1.jpg"> Figuur 1. Virtuele reconstructie van de intracraniële vasculaire boom. (A) toont een representatieve hersenen monster; (B) toont de corresponderende vrijwel gereconstrueerd vasculaire boom. (C) vergelijkende visualisatie van de diameter van de linkerkant MCA. <a href="https://www.jove.com/files/ftp_upload/57997/57997fig1large.jpg" target="_blank">Klik hier voor een grotere versie van dit cijfer.</a>
<img alt="Figure 2" class="xfigimg" src="/files/ftp_upload/57997/57997fig2.jpg"> Figuur 2 . Nauwkeurigheid van de digitale wederopbouw van de therapieën. Gemiddelde diameter gemeten vanaf 3D gereconstrueerde hersenen monsters vergeleken met die microscopisch bepaald. Gegevens worden weergegeven als gemiddelde ± standaardafwijking van het gemiddelde. <a href="https://www.jove.com/files/ftp_upload/57997/57997fig2large.jpg" target="_blank">Klik hier voor een grotere versie van dit cijfer.</a>
<img alt="Figure 3" class="xfigimg" src="/files/ftp_upload/57997/57997fig3.jpg"> Figuur 3 . Vaartuig volume en de diameter van het vaartuig na SAH. (A) vergelijking van MCA diameters gemeten vanaf 3D gereconstrueerde therapieën in SAH en sham muizen. (B) vaartuig volume in SAH en sham muizen. Gegevens worden weergegeven als gemiddelde ± standaardafwijking van het gemiddelde. p < 0.05. <a href="https://www.jove.com/files/ftp_upload/57997/57997fig3large.jpg" target="_blank">Klik hier voor een grotere versie van dit cijfer.</a>

Watch this Scientific Journal Video about A Volumetric Method for Quantification of Cerebral Vasospasm in a Murine Model of Subarachnoid Hemorrhage at JoVE.com

A Volumetric Method for Quantification of Cerebral Vasospasm in a Murine Model of Subarachnoid Hemorrhage

Het doel van dit artikel is het presenteren van een methode waarmee een 3-dimensionale reconstructie van de cerebrovasculaire boom in muizen nadat micro berekende tomografie en bepaling van de hoeveelheden van hele schip segmenten die kunnen worden gebruikt voor het kwantificeren van cerebrale vasospasm in lymfkliertest modellen van subarachnoïdale bloeding.

Een volumetrische methode voor de kwantificering van cerebrale Vasospasm in een lymfkliertest Model van subarachnoïdale bloeding

Subarachnoid hemorrhage (SAH) is a subtype of hemorrhagic stroke. Cerebral vasospasm that occurs in the aftermath of the bleeding is an important factor ...

Research

JoVE Journal

Neuroscience

Autologous Blood Injection to Model Spontaneous Intracerebral Hemorrhage in Mice

Autoloog bloed injectie tot spontane intracerebrale bloeding in Muizen Model

Investigation of the pathophysiology of injury after intracerebral
hemorrhage (ICH) requires a reproducible animal model.  While ICH
accounts for 10-15% ...

Dual Electrophysiological Recordings of Synaptically-evoked Astroglial and Neuronal Responses in Acute Hippocampal Slices

Dubbele Elektrofysiologische Opnames van synaptisch-opgeroepen astrogliale en Neuronale responsen bij acute hippocampus Slices

Astrocytes form together with neurons tripartite synapses, where they integrate and modulate neuronal activity. Indeed, astrocytes sense neuronal inputs ...

Quantification of Cerebral Vascular Architecture using Two-photon Microscopy in a Mouse Model of HIV-induced Neuroinflammation

Kwantificering van cerebrale vasculaire architectuur met behulp van twee-foton microscopie in een muismodel van de HIV-geïnduceerde Neuroinflammation

Human Immunodeficiency Virus 1 (HIV-1) infection frequently results in HIV-1 Associated Neurocognitive Disorders (HAND), and is characterized by a chronic ...

A Rat Model of Mild Intrauterine Hypoperfusion with Microcoil Stenosis

Een Model van de Rat van milde uteriene hypoperfusie met Microcoil stenose

Intrauterine hypoperfusion/ischemia is one of the major causes of intrauterine/fetal growth restriction, preterm birth, and low birth weight. Most studies ...

Double Direct Injection of Blood into the Cisterna Magna as a Model of Subarachnoid Hemorrhage

Dubbele directe bloedinjectie in de Cisterna Magna als model van subarachnoïdale bloeding

Among strokes, subarachnoid hemorrhage (SAH) consecutive to the rupture of a cerebral arterial aneurysm represents 5-9% but is responsible for about 30% ...

Analysis of Cerebral Vasospasm in a Murine Model of Subarachnoid Hemorrhage with High Frequency Transcranial Duplex Ultrasound

Analyse van cerebrale vasospasme in een murien model van subarachnoïdale bloeding met hoogfrequente transcraniële duplex echografie

Cerebral vasospasm that occurs in the weeks after subarachnoid hemorrhage, a type of hemorrhagic stroke, contributes to delayed cerebral ischemia. A ...

Pre-Chiasmatic, Single Injection of Autologous Blood to Induce Experimental Subarachnoid Hemorrhage in a Rat Model

Pre-chiasmatische, enkele injectie van autoloog bloed om experimentele subarachnoïdale bloeding in een rattenmodel te induceren

Despite advances in treatment over the last decades, subarachnoid hemorrhage (SAH) continues to carry a high burden of morbidity and mortality, largely ...

Digital Droplet PCR Method for the Quantification of AAV Transduction Efficiency in Murine Retina

Digitale druppel PCR-methode voor de kwantificering van AAV-transductie-efficiëntie in murine retina

Many retinal cell biology laboratories now routinely use Adeno-associated viruses (AAVs) for gene editing and regulatory applications. The efficiency of ...

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

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

Endovasculair perforatiemodel voor subarachnoïdale bloeding gecombineerd met magnetische resonantie beeldvorming (MRI)

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

Modeling Neonatal Intraventricular Hemorrhage Through Intraventricular Injection of Hemoglobin

Modellering neonatale intraventriculaire bloeding door intraventriculaire injectie van hemoglobine

Neonatal intraventricular hemorrhage (IVH) is a common consequence of premature birth and leads to brain injury, posthemorrhagic hydrocephalus (PHH), and ...