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

חלקים של מחקר זה הן חלק עבודת הדוקטורט של Pantel טי, הציג בפני הפקולטה לרפואה של יוהנס גוטנברג-אוניברסיטת מיינץ (mainz). המחקר נתמך על ידי Stiftung משחררת את Friedhelm על ידי Neurochirurgische Forschung את Stiftung (מענקים A.N.).

ניסויים בבעלי חיים היו שאושר על ידי הועדה אחראית טיפול בבעלי חיים (Landesuntersuchungsamt Rheinland-Pfalz), מתבצעת על פי חוק רווחת בעלי חיים גרמנית (TierSchG). כל הישים הבינלאומי, לאומי, המוסדיים הנחיות הטיפול ואת השימוש בבעלי חיים עקבו אחריך
במחקר זה, שימשו זכר עכברים C57BL6 (גיל 10-12 שבועות). בקצרה, דימום תת-עכבישי הסחרור הושפע endovascular ניקוב פילמנט תחת הרדמה עם איזופלוריין. העורק החיצוני השמאלי הוכן בניתוח. לאחר מכן, נימה היה מוכנס לתוך העורק תרדמני חיצוני, מתקדם intracranially דרך העורק אשר היה מחורר ב בעורק T, גרימת תת עכבישי. עלייה בלחץ תוך גולגולתי נלקח כמחוון של endovascular מוצלח לחירור. פרוטוקול מפורט endovascular פילמנט ניקוב מודל של SAH בעכברים כבר פורסם על-ידי אחרים8,14.
1. זלוף, הליהוק Endovascular
<ol><li>מחקר זה בוצע זלוף 72 שעות לאחר אינדוקציה של SAH. לגרום הרדמה על ידי הזרקת intraperitoneally 5 µg/g הגוף משקל (bw) midazolam, 30 פנטניל bw ng/g ו- 0.5 medetomidin bw µg/g. להמשיך רק לאחר לרמה הרדמה מספקת הגיעה, אשר אושר על ידי העדר תגובות לגירויים כאב.</li>
	<li>פתיחת בית החזה, לנקב החדר השמאלי עם בצינורית 21G, פתח אטריום ימין ולאחר מלחציים העורקים כפי שמתואר במקום15.</li>
	<li>ביצוע של זלוף transcardiac באמצעות את הפתרונות הבאים: (i) Dulbecco של פוספט Buffered מלוחים המכילים MgCl2 CaCl2 ב- pH 7.4 עם גלוקוז 1 g/L, ו (ii) 4% paraformaldehyde פתרון.<ol>
<li>להתחיל את הטפטוף את הפתרון (i) למשך 2 דקות ולהמשיך עם פתרון (ii) במשך 4 דקות.</li>
		<li>להשרות את הפתרונות בטמפרטורה של 37 ° C ו באמצעות משאבה שבשליטת הלחץ בקצב משתנה זלוף כדי perfuse ובלחץ קבוע של 70 מ מ כספית, אשר נמצאה להיות הלחץ זלוף אופטימלית כדי לנתח vasospasm עכברים16. להימנע אובדן הלחץ בעת החלפת מהפתרון (i) פתרון (ii).</li>
	</ol>
</li>
	<li>אחרי זלוף עם פתרונות (i) ו- (ii), ממשיכים זלוף במשך 20 דקות בטמפרטורת החדר עם יציקה ריתוך (ראה טבלה של חומרים) בקצב קבוע של 0.2 ml/min.</li>
	<li>לאפשר לריפוי של החומר הליהוק ריתוך ב 4 מעלות צלזיוס למשך הלילה. ואז להסיר במוח הגולגולת כפי שתואר לעיל17, להעביר את הדגימה לפתרון PFA 4% ולאחר לאחסן את הדגימה ב 4 ° C עד סריקות CT מיקרו.</li>
</ol>2. מיקרו טומוגרפיה ממוחשבת
<ol><li>מקום המוח במרכז של צינור פלסטיק עם מלקחיים אנטומי בוטה. בחר צינור בקוטר גדול מעט יותר הדגימה כדי להבטיח כי האובייקט לא זזה במהלך ייבוא תמונות. להשתמש גזה כדי לסגור את הצינור.</li>
	<li>לצרף את צינור פלסטיק המנוע מיקרו-לדרוך על המחשב-מנווט-פקד (CNC) מערכת המיקום לבקתה רנטגן, שבו מסובבים את העצם סביב צירו האופקי.</li>
	<li>יישר המדגם בתצוגה השדה-של-תחת רדיוגרפיה רנטגן. כדי להשיג את רמת ההגדלה מקסימלי, למקם את האובייקט קרוב ככל האפשר אל מקור רנטגן ולהגדיל את המרחק הגלאי ככל האפשר.</li>
	<li>להשתמש בפרוטוקול רכישה שלב-ולצלם תמונה עם הפרמטרים הבאים הסריקה: להגדיר זמן החשיפה ל- 1 s כל השלכה למטב את יחס אות לרעש (SNR), צינור מתח 80 kV (µA 38 הנוכחי), סיבוב 360 מעלות וכתוצאה מכך השלכות 1,000.</li>
	<li>עבור שחזור של נתוני גלם להשתמש באלגוריתם הקרנה אחורי מסוננים החלת המסנן שפ-לוגן עם מטריצה של 1024 x 1024 x 1024 voxels באמצעות שחזור תוכנה (ראה טבלה של חומרים). לצורך ניתוח נוסף לייבא את הנתונים המתקבלים DICOM לתוך תוכנת ויזואליזציה תלת-ממד (ראה טבלה של חומרים).</li>
</ol>3. תלת-ממדי שחזור של העץ וסקולרית תוך-גולגולתי והנחישות של אמצעי אחסון כלי
הערה: ניתן למצוא חומר רקע על הפונקציות של התוכנה ויזואליזציה באמצעות הפונקציה לעזור.
<ol><li>לייבא נתוני Dicom לתוך תוכנת ויזואליזציה באמצעות הפונקציה ייבוא.</li>
	<li>דמיינו את ספינת עץ עם הפונקציה Volren. לבחור את הסף ויזואליזציה כך העורקים המוחיים הגדולים מתוארים בחלוקות חדה. חשוב להשתמש הסף ויזואליזציה זהה עבור כל ערכות הנתונים השייכים הסדרה ניסיוני.</li>
	<li>כמעט לנתח את העורקים המוחיים הבזליים (מעגל של ויליס) עם הפונקציה VolumeEdit על-ידי תחימת כלי עם הסמן. ואז כמעט לנתח על קטע כלי כדי להיות מנותח. לכן, לסובב את מודל תלת-ממדי של העץ כלי הדם כדי דווקא להפריד בין כל הענפים קטן של הרחוב הראשי. זה חיוני לניתוח נוסף למחוק את כל כלי פרט קטע כלי כדי להיות מנותח.</li>
	<li>להחיל את הפונקציה Autoskeleton עם סף מוגדר סף ויזואליזציה, אשר מפיק מרכז-קו -מבוסס SpatialGraph.</li>
	<li>לאחר מכן, להחיל בפונקציה SpatialGraphToLineSet כדי ליצור קו סט. לחלק את הקו המקשטים את פלחי משנה יחיד על ידי באופן ידני בחירת את פלחי משנה יחיד עם הסמן ולאחר לחיצה על "פיצול". שלב זה חיוני על מנת לחשב את נפחי פלחי משנה יחיד.</li>
	<li>השתמש בפונקציה LineSetToSpatialGraph כדי ליצור גרף המרחבי שוב.</li>
	<li>השתמש בפונקציה SpatialGraphStatistics כדי לקבוע את אורך, נפח, קוטר של כל פלח משנה. להמחשת בצבעים המייצגים את הקורס מקוטר כלי השיט, השתמש בפונקציה SpatialGraphView. הגדר מקטע צביעה כדי "עובי", אשר עולה בקנה אחד עם קוטר הכלי. חשוב לבחור את המפה צבע זהה עבור כל datasets השייכים הסדרה ניסיוני.</li>
	<li>להוסיף אורך פלחי משנה כדי לקבוע אילו פלחי משנה כדי להיכלל בניתוח נוסף. במחקר הנוכחי אנו מוערכים קטע כלי בהיקף של 1 מ מ העורק הפרוקסימלית של בעורק T ו- 2.5 מ מ של עורק המוח התיכון דיסטלי של בעורק טי לאחר מכן להוסיף את אמצעי האחסון כדי לקבוע את נפח הכלי קטע כלי מוגדרת.</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>

המחברים אין לחשוף.

מאתר SAH הן כלי חשוב למחקר SAH בסיסי. מוחי vasospasm משמש לעתים קרובות נקודת קצה במחקרים ניסיוני לחקור את המנגנונים המוביל DCI אחרי SAH9,11. עם זאת, כימות של מוחי vasospasm בעכברים או דגמים אחרים בעלי חיים קטנים של SAH הוא מאתגר. בדרך כלל, לכמת vasospasm שמחוץ נחישות של כלי השיט קטרים בנקודות אנטומי מוגדרים לאחר endovascular זלוף, הליהוק7,9,12 או על ידי קביעת היקף כלי מוגדרת על היסטולוגית סעיפים10,11. עם זאת, שיטות אלה יש כמה חסרונות: Vasospasm מוערך רק בנקודות מוגדרות אנטומי; vasospasm המדינות השכנות מקטעי כלי עשוי לברוח הערכה. חפצים היסטולוגית להציג מקור נוסף של שגיאות. יתר על כן, האבחון יכול להיות סובייקטיבי למדי, בגלל המיקום המדויק שבו נמדד קוטר הכלי נקבעת על-ידי החוקר.
המטרה היה לכן להקים שיטה מכמתת vasospasm מוחית על ידי חישוב נפח כלי קיבול מוחי כל מקטעי חתך הרוחב נתונים הדמיה7. היתרון החשוב ביותר של השיטה הנפחי המובאת כאן היא כלי הדם. הזה כולו מקטעים תוכל להיבדק. זה מונע את הצורך של הגדרה של נקודה שבה נמדד קוטר הכלי. יתרון נוסף של הערכת כלי כל מקטעי היא כי זה ככל הנראה מציג פרמטר אובייקטיבי יותר לכמת vasospasm מאשר קביעת כלי קטרים בנקודות מוגדרות איפה vasospasm של כלי השיט צינתור או דיסטלי יותר לברוח הערכה. ייצוג דיגיטלי של קטרים הכלי בעזרת קוד צבע מאפשר הערכת מידת vasospasm אינטואיטיבי. יתר על כן, הערכת נפחי מוביל הבדלי כלי vasospastic לעומת הערכה של קטרים כלי כמוצג בתיבה על התוצאות נציג. שחזור וירטואלי מושגת עם השיטה המובאת כאן משקף את כלי הדם האנטומיה במדויק. זה מוצג על ידי הערכת הסדרה נציג, אילו כלי קטרים נמדדת ברמה המיקרוסקופית, מן המרתף דיגיטלי היו דומים, מתרבה התצפיות של המחקר הקודם7. עם זאת, למרות היתרונות שלה, עוד יותר נדרשים מחקרים כדי להעריך אם השיטה המובאת כאן עדיפה בשיטות המקובלות של vasospasm ניתוח או לא.
מגבלה של השיטה המובאת כאן היא כי היא מעניקה זמן רב יותר לעומת ניתוח מיקרוסקופי casted מוחי לדוגמאות או ניתוח היסטולוגית (מיקרו CT סריקה זמן 90 דקות לכל דגימה מהמוח, עיבוד נתונים 45 דקות לכל דגימה מהמוח). יתר על כן, הזמינות של סורקי CT מיקרו עשויה להגביל את היישום שלה. מספר החיות לבחון כאן היה די כדי להוכיח את הכדאיות של הפרוטוקול המתואר בכתב היד. עם זאת, אם הפרוטוקול אמור לשמש בלימודי טיפול, חיה המספרים צריך להיות מחושב בהתבסס על ההשפעות הצפויות באמצעי אחסון כלי הקיבול של קטרים. הגבלה נוספת של זה ומחקרים נוספים באמצעות מודלים SAH מאתר הוא ש-vasospasm הזה הוא נחוש ex-vivo. זה עושה את האורך מחקרים בלתי אפשרי לחקור ערכים של תוכנית בסיסית לפני SAH אינדוקציה ו- vasospasm בנקודות זמן שונות. למרות מחקרים הוכיחו שזה אפשרי לתאר את האנטומיה של כלי תוך-גולגולתי גדול של עכברים ויוו באמצעות טומוגרפיה תהודה מגנטית18, טומוגרפיה מסתמים19או חיסור דיגיטלי עדיין לא שימשו מסתמים20, שיטות אלה, לידע שלנו, ולנתח מוחית vasospasm ב- SAH מאתר מודלים vivo בתוך. ראוי לציין, מחדש דיגיטלי של להערכת מוחי עם הערכת נפחי עוקבות vasospasm מוחי המובאת כאן אינה מוגבלת לשימוש ב- ex-vivo מיקרו CT נתונים. אם הדמיה ברזולוציה גבוהה בכלי הדם במוח סקציות קרוס בעכברים צריך להיות זמין בעתיד, זה יכול לשמש כדי לבצע ניתוח volumetric של vasospasm ויוו.

דימום תת-עכבישי aneurysmatic (SAH), תת סוג של שבץ מדמם, היא מחלה נפוצה ביחידות טיפול neurointensive. מלבד מוקדם פגיעה מוחית (עבי), אשר כוללת נזק מוחי שנגרם על ידי האירוע המדמם עצמו, עוד גורם חשוב בקביעת התוצאה החולה הוא מתעכב קליפתית (DCI), שהוגדרו על-ידי קלינית הידרדרות דרך לקוי במוח זלוף או אוטם מוחי לא משויך הליכים התערבותית או כירורגי1,2,3. חשוב המנגנונים תורם DCI הם זאת אולי התחלת כלי גדול-מוחין מצד אחד; מצד שני, תפקוד microcirculatory עם vasospasm של microvessels microthrombosis, ואת איסכמיה הקשורות דיכאון מתפשטת קורטיקלית לשחק תפקיד (נבדקה ב Madonald 20141). לכן, אבחון של vasospasm של כלי מוחי גדול חיוני הקלינית, מציג נקודת קצה חשוב במחקרים קליניים וניסויים רבים.
למרות העובדה כי התכונות של vasospasm במודלים SAH מאתר אינן ישירות להעברה לחולה, מאתר אנושית כל דגמי SAH vasospasm קשורים כבר גוברת החשיבות בשנים האחרונות. דגמים אלה SAH הנגרמת על ידי endovascular פילמנט ניקוב4,5,6,7,8, חיתוך של ספינות cisternal9, או הזרקה של דם לתוך CSF10 11, ,12. בניגוד גדול מודלים של בעלי חיים SAH אשר תוכננו באופן מסורתי ללמוד vasospasm13, הדגמים מאתר יש היתרון הגדול כי זנים העכברים הטרנסגניים רבים זמינים. זה הופך אותם כלי מצוין ללימוד המנגנונים המולקולריים המוביל vasospasm הבלש הראשי. עם זאת, קביעה של מוחי vasospasm בעכברים הוא מאתגר. זה כי בניגוד מודלים בעלי חיים גדול שבו vasospasm אפשר לבחון תוך שימוש בטכניקות הדמיה קליני, ויוו הדמיה ולנתח מוחית vasospasm בעכברים אינה זמינה עדיין. לכן, vasospasm נקבעת בדרך כלל באמצעות10,או מקטעים היסטולוגית11 או השלכת מאכל אחרי כלי מוחי-7,-9,-12. לעומת זאת, שיטות אלה יש החיסרון כלי הדם הזה קטרים נבדקים בנקודות מוגדרות בלבד.
בהתבסס על המחקר הקודם7, כתב יד זה מציג שיטה אובייקטיבית, ניתוח לשחזור של vasospasm במודל SAH מאתר. השיטה היא בהתאם זלוף, הליהוק של כלי מוחי, לשעבר vivo סריקה מיקרו-CT, שחזור דיגיטלי של כלי עץ, ובעקבות ההערכה של אמצעי אחסון של כל כלי מוחי.

<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

דימום תת-עכבישי (SAH) הוא תת סוג של שבץ מדמם. Vasospasm המוחית המתרחשת בעקבות הדימום גורם חשוב בקביעת התוצאה החולה, ולכן נלקח לעתים קרובות בתור נקודת קצה של המחקר. עם זאת, במחקרים בעלי חיים קטנים-SAH, כימות vasospasm מוחית היא אתגר גדול. . הנה, שיטה שמחוץ מוצג המאפשר כימות של אמצעי אחסון של כלי השיט כולו מקטעים, אשר יכול לשמש מדד אובייקטיבי לכמת vasospasm מוחי. בשלב הראשון, הליהוק endovascular מוחי להערכת מתבצעת באמצעות סוכן הליהוק ריתוך. לאחר מכן, חתך הרוחב נתונים הדמיה נרכשים על ידי טומוגרפיה מיקרו. השלב הסופי כולל שחזור תלת-ממדי של העץ וסקולרית וירטואלי, ואחריו אלגוריתם לחישוב קווי מרכז ואמצעי אחסון המקטעים הכלי הנבחר. השיטה הביאה הדמייה מאוד מדויקת של העץ כשאבדן מוצגים על-ידי השוואה המבוסס על קוטר של דגימות אנטומי עם שחזורים וירטואליים שלהם. לעומת כלי קטרים לבד, אמצעי האחסון כלי להדגיש את ההבדלים בין vasospastic, הלא vasospastic כלי שמוצג בסדרה של SAH ועכברים המופעלים באמצעות העמדת פנים.

שחזורים וירטואליים של העץ תלת-ממדי וסקולרית תוך-גולגולתי
העצים וסקולרית תוך-גולגולתי 3-ממדית המשוחזרת סיפק כלי הדם ומדויקים של האנטומיה (איור 1). כדי להעריך את רמת הדיוק, ביצענו מבוסס-קוטר השוואה בין כלי השיט קטרים נקבע ברמה המיקרוסקופית, מן המרתף וירטואלי תלת-ממדי בנקודות מוגדרות מבחינה אנטומית 2 (1: שמאל בעורק האמצעי (MCA) 1 מ"מ דיסטלי של עורק הצוואר T; 2: נכון MCA דיסטלי של בעורק T 1 מ"מ). לקביעת מיקרוסקופיים כלי קטרים, נעשה שימוש ברזולוציה גבוהה המצלמה (אינפיניטי X-21, Deltapix) עם תובנה DeltaPix תוכנה גירסה 2.0.1 המכויל לפי מידה מיקרומטר. עבור הערכה זו, נותחו 10 דגימות המוח (5 SAH, 5 דמה). אלה היו מתוך סדרה של עכברים 12, 7 מהם SAH היה המושרה, בעוד 5 עברה ניתוח דמה (2 חיות של קבוצת SAH מת בימים שלאחר הניתוח 1 ו- 2, בהתאמה). היו אין הבדלים משמעותיים בין הקוטר נקבע ברמה המיקרוסקופית, כמעט, המציין של שחזורים וירטואליים מדויק של האנטומיה וסקולרית תוך-גולגולתי (נחישות מיקרוסקופיים לעומת שחזורים וירטואליים, אומר שגיאה סטנדרטית ±: עזב MCA 150 ± 9 מיקרומטר לעומת שמאל MCA 150 ± 8 מיקרומטר; נכון MCA 153 ± 8 מיקרומטר לעומת154 ± 9 מיקרומטר, ראה איור 2). 
כימות vasospasm מוחי אצל עכברים עם SAH
כדי לכמת vasospasm מוחי, היו (i) את עוצמת הקול של קטע כלי מוגדרת מראש נציג 3.5 מ מ, בהיקף של 1 מ מ העורק הפנימי ביותר (ICA) ו- 2.5 מ מ MCA מימין, וכן (ii) את כלי הקיבול קטרים בנקודות מוגדרות מבחינה אנטומית 2 (שמאל וימין MCA) נקבע דגימות המוח SAH וחיות המופעלים דמה (n = 5). האחסון הקיבול היה נמוך באופן משמעותי ב- SAH בהשוואה דמה (36 ± 4 nL לעומת 71 ± 9 nL, p < 0.05). כלי קטרים היו נמוכות ב- SAH בהשוואה דמה (עזב MCA: 140 מיקרומטר ± 11 לעומת 160 ± 10 מיקרומטר, p = 0.11; נכון MCA: 130 מיקרומטר ± 16 לעומת 158 ± 13 מיקרומטר, p < 0.05; ראו איור 3), ואילו המשמעות של רמת הושגה רק עבור analys יש MCA הנכון.
<img alt="Figure 1" class="xfigimg" src="/files/ftp_upload/57997/57997fig1.jpg"> איור 1. שחזורים וירטואליים של העץ וסקולרית תוך-גולגולתי. (א) מציג מדגם נציג המוח; (B) מראה המתאים כמעט שיחזר עץ כלי הדם. (ג) מקודדים ויזואליזציה של הקוטר של השמאל MCA. <a href="https://www.jove.com/files/ftp_upload/57997/57997fig1large.jpg" target="_blank">אנא לחץ כאן כדי להציג גירסה גדולה יותר של הדמות הזאת.</a>
<img alt="Figure 2" class="xfigimg" src="/files/ftp_upload/57997/57997fig2.jpg"> איור 2 . הדיוק של השחזור הדיגיטלי של להערכת. קטרים מתכוון למדוד מדגימות המוח המשוחזרת 3D לעומת אלו נקבעים ברמה המיקרוסקופית. הנתונים מוצגים זאת אומרת ± שגיאת התקן של הממוצע. <a href="https://www.jove.com/files/ftp_upload/57997/57997fig2large.jpg" target="_blank">אנא לחץ כאן כדי להציג גירסה גדולה יותר של הדמות הזאת.</a>
<img alt="Figure 3" class="xfigimg" src="/files/ftp_upload/57997/57997fig3.jpg"> איור 3 . קיבול ונפח קוטר הכלי לאחר SAH. (א) השוואה של MCA קטרים נמדד מאמצע להערכת המשוחזרת תלת-ממד ב- SAH, שאם עכברים. (B) הקיבול של עוצמת SAH, שאם עכברים. הנתונים מוצגים זאת אומרת ± שגיאת התקן של הממוצע. p < 0.05. <a href="https://www.jove.com/files/ftp_upload/57997/57997fig3large.jpg" target="_blank">אנא לחץ כאן כדי להציג גירסה גדולה יותר של הדמות הזאת.</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

מטרת מאמר זה היא להציג שיטה המאפשרת שחזור תלת-ממדי של העץ כשאבדן בעכברים לאחר מיקרו שחושב טומוגרפיה והנחישות של אמצעי אחסון של מקטעי כל כלי יכול לשמש כדי לכמת vasospasm מוחין ב מודלים מאתר של דימום תת-עכבישי.

שיטה הנפחי עבור כימות Vasospasm המוחית במודל מאתר של דימום תת-עכבישי

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

הזרקת דם עצמיים על דגם דימום intracerebral ספונטנית עכברים

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

קלטות אלקטרו כפולות של תגובות Astroglial ועצביות עוררו-synaptically בפרוסות ביפוקמפוס חריפות

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

כימות של מוחין ארכיטקטורת כלי דם באמצעות מיקרוסקופ שני פוטונים במודל עכבר של neuroinflammation המושרה HIV

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

מודל עכברוש של זילוח תוך רחמי קלה עם היצרות Microcoil

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

הזרקת דם ישירה כפולה לתוך מגנה צ'יסטרנה כודל של דימום Subarachnoid

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

ניתוח של Vasospasm מוחי במודל מורין של דימום subarachnoid עם אולטרסאונד דופלקס Transcranial בתדר גבוה

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

טרום כיאזמטי, הזרקה יחידה של דם אוטולוגי כדי לגרום לדימום ניסיוני subarachnoid במודל חולדה

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

שיטת PCR טיפה דיגיטלית לכימות יעילות טרנסדוקציה AAV ב- מורין רשתית

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

מודל ניקוב אנדווסקולרי לדימום תת-עכבישי בשילוב עם דימום תהודה מגנטית (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

דוגמנות דימום תוך חדרי ילודים באמצעות הזרקה תוך-חדרית של המוגלובין

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