Name: analysis of cerebral vasospasm in a murine model of subarachnoid hemorrhage with high frequency transcranial duplex ultrasound
Uploaded: 2021-06-03T14:00:00
Description: Watch this Scientific Journal Video about Analysis of Cerebral Vasospasm in a Murine Model of Subarachnoid Hemorrhage with High Frequency Transcranial Duplex Ultrasound at JoVE.com

Die Autoren danken Stefan Kindel für die Vorbereitung der Illustrationen im Video. PW, MM und SHK wurden vom Bundesministerium für Bildung und Forschung (BMBF 01EO1503) gefördert. Die Arbeit wurde durch einen Large Instrumentation Grant der Deutschen Forschungsgemeinschaft (DFG INST 371/47-1 FUGG) unterstützt. MM wurde durch ein Stipendium der Else Kröner-Fresenius-Stiftung (2020_EKEA.144) unterstützt.

Die Tierversuche wurden vom zuständigen Landesuntersuchungsamt Rheinland-Pfalz genehmigt und nach dem Tierschutzgesetz (TierSchG) durchgeführt. Alle geltenden internationalen, nationalen und institutionellen Richtlinien für die Pflege und Verwendung von Tieren wurden befolgt. In dieser Studie führten wir Messungen der Blutflussgeschwindigkeiten intrakranieller und extrakranieller Arterien bei weiblichen C57BL / 6N-Mäusen im Alter von 11-12 Wochen mit einem Körpergewicht zwischen 19-21 g durch. Die Mäuse wurden ent...

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	<li>Macdonald, R. L., Schweizer, T. A. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Spontaneous+subarachnoid+haemorrhage.">Spontaneous subarachnoid haemorrhage.</a> Lancet. 389 (10069), 655-666 (2017).</li><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>Francoeur, C. L., Mayer, S. A. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Management+of+delayed+cerebral+ischemia+after+subarachnoid+hemorrhage.">Management of delayed cerebral ischemia after subarachnoid hemorrhage.</a> Critical Care. 20 (1), 277 (2016).</li><li>van Lieshout, J. H., 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=An+introduction+to+the+pathophysiology+of+aneurysmal+subarachnoid+hemorrhage.">An introduction to the pathophysiology of aneurysmal subarachnoid hemorrhage.</a> Neurosurgical Review. , (2017).</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> J Neurosci Methods. 183 (2), 136-140 (2009).</li><li>Momin, E. 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J., Altay, T., Smithason, S., Moore, S. K., Ransohoff, 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=Depletion+of+Ly6G/C(+)+cells+ameliorates+delayed+cerebral+vasospasm+in+subarachnoid+hemorrhage.">Depletion of Ly6G/C(+) cells ameliorates delayed cerebral vasospasm in subarachnoid hemorrhage.</a> Journal of Neuroimmunology. 232 (1-2), 94-100 (2011).</li><li>Kamp, M. 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(137), (2018).</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=Large+Vessel+Vasospasm+Is+Not+Associated+with+Cerebral+Cortical+Hypoperfusion+in+a+Murine+Model+of+Subarachnoid+Hemorrhage.">Large Vessel Vasospasm Is Not Associated with Cerebral Cortical Hypoperfusion in a Murine Model of Subarachnoid Hemorrhage.</a> Translational Stroke Research. , (2018).</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=Neutrophils+mediate+early+cerebral+cortical+hypoperfusion+in+a+murine+model+of+subarachnoid+haemorrhage.">Neutrophils mediate early cerebral cortical hypoperfusion in a murine model of subarachnoid haemorrhage.</a> Scientific Reports. 9 (1), 8460 (2019).</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=Volumetric+analysis+of+intracranial+vessels:+a+novel+tool+for+evaluation+of+cerebral+vasospasm.">Volumetric analysis of intracranial vessels: a novel tool for evaluation of cerebral vasospasm.</a> Int J Comput Assist Radiol Surg. 14 (1), 157-167 (2019).</li><li>Washington, C. W., Zipfel, G. J. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Participants+in+the+International+Multi-disciplinary+Consensus+Conference+on+the+Critical+Care+Management+of+Subarachnoid,+H.+Detection+and+monitoring+of+vasospasm+and+delayed+cerebral+ischemia:+a+review+and+assessment+of+the+literature.">Participants in the International Multi-disciplinary Consensus Conference on the Critical Care Management of Subarachnoid, H. Detection and monitoring of vasospasm and delayed cerebral ischemia: a review and assessment of the literature.</a> NeuroCritical Care. 15 (2), 312-317 (2011).</li><li>Greke, C., 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=Image-guided+transcranial+Doppler+sonography+for+monitoring+of+defined+segments+of+intracranial+arteries.">Image-guided transcranial Doppler sonography for monitoring of defined segments of intracranial arteries.</a> Journal of Neurosurgical Anesthesiology. 25 (1), 55-61 (2013).</li><li>Neulen, A., Prokesch, E., Stein, M., Konig, J., Giese, A. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Image-guided+transcranial+Doppler+sonography+for+monitoring+of+vasospasm+after+subarachnoid+hemorrhage.">Image-guided transcranial Doppler sonography for monitoring of vasospasm after subarachnoid hemorrhage.</a> Clinical Neurology and Neurosurgery. 145, 14-18 (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=Image-Guided+Transcranial+Doppler+Ultrasound+for+Monitoring+Posthemorrhagic+Vasospasms+of+Infratentorial+Arteries:+A+Feasibility+Study.">Image-Guided Transcranial Doppler Ultrasound for Monitoring Posthemorrhagic Vasospasms of Infratentorial Arteries: A Feasibility Study.</a> World Neurosurgery. 134, 284-291 (2020).</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=Correlation+of+cardiac+function+and+cerebral+perfusion+in+a+murine+model+of+subarachnoid+hemorrhage.">Correlation of cardiac function and cerebral perfusion in a murine model of subarachnoid hemorrhage.</a> Scientific Reports. 11 (1), 3317 (2021).</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), 0172010 (2017).</li><li>Marbacher, 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=Systematic+Review+of+In+Vivo+Animal+Models+of+Subarachnoid+Hemorrhage:+Species,+Standard+Parameters,+and+Outcomes.">Systematic Review of In Vivo Animal Models of Subarachnoid Hemorrhage: Species, Standard Parameters, and Outcomes.</a> Translational Stroke Research. , (2018).</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><li>Lindegaard, K. F., Nornes, H., Bakke, S. J., Sorteberg, W., Nakstad, P. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Cerebral+vasospasm+diagnosis+by+means+of+angiography+and+blood+velocity+measurements.">Cerebral vasospasm diagnosis by means of angiography and blood velocity measurements.</a> Acta Neurochirurgica. 100 (1-2), 12-24 (1989).</li><li>Cassia, G. S., Faingold, R., Bernard, C., Sant'Anna, G. M. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Neonatal+hypoxic-ischemic+injury:+sonography+and+dynamic+color+Doppler+sonography+perfusion+of+the+brain+and+abdomen+with+pathologic+correlation.">Neonatal hypoxic-ischemic injury: sonography and dynamic color Doppler sonography perfusion of the brain and abdomen with pathologic correlation.</a> American Journal of Roentgenology. 199 (6), 743-752 (2012).</li><li>Shen, Q., Stuart, J., Venkatesh, B., Wallace, J., Lipman, J. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Inter+observer+variability+of+the+transcranial+Doppler+ultrasound+technique:+impact+of+lack+of+practice+on+the+accuracy+of+measurement.">Inter observer variability of the transcranial Doppler ultrasound technique: impact of lack of practice on the accuracy of measurement.</a> Journal of Clinical Monitoring and Computing. 15 (3-4), 179-184 (1999).</li></ol>

Nach unserem besten Wissen ist diese Studie die erste, die ein Protokoll zur Überwachung des zerebralen Vasospasmus in einem murinen Modell von SAH mit hochfrequenten transkraniellen farbcodierten Duplex-Ultraschall vorstellt. Wir zeigen, dass diese Methode eine Erhöhung der intrakraniellen Blutflussgeschwindigkeiten nach SAH-Induktion bei Mäusen messen kann. In der Humanmedizin ist dieses Phänomen bekannt3,15. Mehrere klinische Studien haben gezeigt, dass er...

Spontane Subarachnoidalblutung (SAH) ist eine Form des hämorrhagischen Schlaganfalls, die hauptsächlich durch den Bruch eines intrakraniellen Aneurysms verursacht wird1. Das neurologische Ergebnis wird hauptsächlich von zwei Faktoren beeinflusst: frühe Hirnverletzung (EBI), die durch die Auswirkungen der Blutung und der damit verbundenen vorübergehenden globalen zerebralen Ischämie verursacht wird, und verzögerte zerebrale Ischämie (DCI), die in den Wochen nach der Blutung auftritt2,3. Es wurde berichtet, dass DCI bis zu 30% der SAH-Patienten betraf2. Die Pathophysiologie von DCI beinhaltet angiographische zerebrale Vasospasmus, eine gestörte Mikrozirkulation, die durch Mikrovasospasmen und Mikrothrombosen verursacht wird, kortikale Ausbreitungsdepressionen und Effekte, die durch Entzündungen ausgelöst werden4. Leider bleibt die genaue Pathophysiologie unklar und es gibt keine Behandlung, die DCI3wirksam verhindert. Daher wird DCI in vielen klinischen und experimentellen Studien untersucht.
Heutzutage verwenden die meisten experimentellen Studien über SAH Kleintiermodelle, insbesondere bei Mäusen5,6,7,8,9,10,11,12,13. In solchen Studien wird häufig der zerebrale Vasospasmus als Endpunkt untersucht. Es ist üblich, den Grad des Vasospasmus ex vivo zu bestimmen. Denn es fehlen nichtinvasive Methoden zur In-vivo-Untersuchung des zerebralen Vasospasmus, die eine kurze Anästhesiezeit erfordern und den Tieren nur wenig Stress auferlegen. Eine Untersuchung des zerebralen Vasospasmus in vivo wäre jedoch von Vorteil. Dies liegt daran, dass es longitudinale In-vivo-Studien an Vasospasmus bei Mäusen ermöglichen würde (d. H. Bildgebung von zerebralem Vasospasmus zu verschiedenen Zeitpunkten während der Tage nach der Induktion von SAH). Dies würde die Vergleichbarkeit der zu verschiedenen Zeitpunkten erfassten Daten verbessern. Darüber hinaus ist die Verwendung eines Längsschnittstudiendesigns eine Strategie, um die Anzahl der Tiere zu reduzieren.
Hier demonstrieren wir die Verwendung von hochfrequenten transkraniellem Ultraschall zur Bestimmung des Blutflusses in Hirnarterien bei Mäusen. Wir zeigen, dass ähnlich wie bei der transkraniellen Dopplersonographie (TCD) oder der transkraniellen farbcodierten Duplexsonographie (TCCD) in der klinischen Praxis14,15,16,17,18- diese Methode zur Überwachung des zerebralen Vasospasmus verwendet werden kann, indem die Blutflussgeschwindigkeiten der intrakraniellen Arterien nach SAH-Induktion im murinen Modell gemessen werden.

<table border="1" fo:keep-together.within-page="1" fo:keep-with-next.within-page="always">
	<tbody>
		<tr>
			<td>Balea hair removal creme</td>
			<td>Balea; Germany</td>
			<td>ASIN B0759XM39V</td>
			<td>hair removal creme</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>C57BL/6N mice</td>
			<td>Janvier; Saint-Berthevin Cedex, France</td>
			<td>n.a.</td>
			<td>mice</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Corneregel</td>
			<td>Bausch&#38;Lomb; Rochester, NY, USA</td>
			<td>REF 81552983</td>
			<td>eye ointment, lube</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>cotton swabs</td>
			<td>Hecht Assistent; Sondenheim vor der R&#246;hn, Germany</td>
			<td>REF 44302010</td>
			<td>cotton swabs</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Ecco-XS razor</td>
			<td>Tondeo; Soligen, Germany</td>
			<td>DE 28693396</td>
			<td>razor</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Electrode cream</td>
			<td>GE; Boston, MA, USA</td>
			<td>REF 21708318</td>
			<td>conductive paste</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Heating plate</td>
			<td>Medax; Kiel, Germany</td>
			<td>2005-205-01</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Isoflurane</td>
			<td>Abvie; Wiesbaden, Germany</td>
			<td>n.a.</td>
			<td>volatile anesthetic</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Leukofix</td>
			<td>BSN medical; Hamburg, Germany</td>
			<td>REF 02137-00</td>
			<td>tape</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Mechanical arm + micromanipulator</td>
			<td>VisualSonics; FujiFilm, Toronto, CA</td>
			<td>P/N 11277</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Microbac tissues</td>
			<td>Paul Hartmann AG; Hamburg, Germany</td>
			<td>REF 981387</td>
			<td>antimicrobial tissues</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>MZ400, 38 MHz linear array transducer</td>
			<td>VisualSonics; FujiFilm, Toronto, CA</td>
			<td>REF 51068-30</td>
			<td>ultrasound transducer</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Sonosid</td>
			<td>ASID Bonz GmbH; Herrenberg, Germany</td>
			<td>REF 782010</td>
			<td>ultrasonography gel</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Ultrasound platform with heating plate and ECG-recording</td>
			<td>VisualSonics; FujiFilm, Toronto, CA</td>
			<td>P/N 11179</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>UniVet-Porta</td>
			<td>Groppler; Oberperasberg, Germany</td>
			<td>S/N BKGM0437</td>
			<td>isoflurane vaporizer</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Vevo3100</td>
			<td>VisualSonics; FujiFilm, Toronto, CA</td>
			<td>REF 51073-45</td>
			<td>ultrasonography device</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>VevoLab software</td>
			<td>VisualSonics; FujiFilm, Toronto, CA</td>
			<td>n.a.</td>
			<td>evaluation software</td>
		</tr>
	</tbody>
</table>

analysis of cerebral vasospasm in a murine model of subarachnoid hemorrhage with high frequency transcranial duplex ultrasound

Zerebraler Vasospasmus, der in den Wochen nach der Subarachnoidalblutung auftritt, eine Art hämorrhagischer Schlaganfall, trägt zu einer verzögerten zerebralen Ischämie bei. Ein Problem, das in experimentellen Studien mit murinen Modellen von SAH aufgetreten ist, ist, dass Methoden zur In-vivo-Überwachung des zerebralen Vasospasmus bei Mäusen fehlen. Hier demonstrieren wir die Anwendung von Hochfrequenz-Ultraschall zur Durchführung transkraniler Duplex-Sonographieuntersuchungen an Mäusen. Mit der Methode konnten die arteria carotis interna (ICA) identifiziert werden. Die Blutflussgeschwindigkeiten in den intrakraniellen ICAs wurden nach Induktion von SAH signifikant beschleunigt, während die Blutflussgeschwindigkeiten in den extrakraniellen ICAs niedrig blieben, was auf einen zerebralen Vasospasmus hindeutet. Zusammenfassend lässt sich sagen, dass die hier demonstrierte Methode eine funktionelle, nichtinvasive In-vivo-Überwachung des zerebralen Vasospasmus in einem murinen SAH-Modell ermöglicht.

Bei 6 Mäusen, bei denen SAH mit dem endovaskulären Filamentperforationsmodell induziert wurde, während 3 eine Scheinoperation erhielten, wurden die Blutflussgeschwindigkeiten der intrakraniellen inneren Halsschlagader (ICA) und der extrakraniellen ICA einen Tag vor der Operation und 1, 3 und 7 Tage nach der Operation bestimmt. Die Messungen wurden im Rahmen der Echokardiographie-Untersuchungen einer anderen Studie unter Betäubung mit Isofluran unter Beibehaltung der Körpertemperatur bei 37 °C19</s...

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

Ziel dieses Manuskripts ist es, eine sonographiebasierte Methode vorzustellen, die eine in vivo Abbildung des Blutflusses in Hirnarterien bei Mäusen ermöglicht. Wir demonstrieren seine Anwendung zur Bestimmung von Veränderungen der Blutflussgeschwindigkeiten im Zusammenhang mit Vasospasmus in murinen Modellen von Subarachnoidalblutungen (SAH).

Analyse des zerebralen Vasospasmus in einem murinen Modell der Subarachnoidalblutung mit hochfrequenten transkraniellen Duplex-Ultraschall

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

Das übergeordnete Ziel dieses Verfahrens ist es, den zerebralen Vasospasmus nach Subarachnoidalblutungen bei Mäusen in vivo zu überwachen. Dies wird durch die Anwendung der hochfrequenten farbcodierten Duplexsonographie unter Anästhesie mit Isofluran erreicht. Die Bilddaten werden verarbeitet, um die Blutflussgeschwindigkeiten in den intra- und extrakraniellen inneren Halsschlagadern zu bestimmen.Eine beschleunigte intrakranielle Blutflussgeschwindigkeit weist auf einen zerebralen Vasospasmus hin. In dieser Studie führten wir Messungen der Blutflussgeschwindigkeiten von intrakraniellen und extrakraniellen Arterien bei weiblichen C57BL / 6N-Mäusen im Alter von 11 bis 12 Wochen durch. Die Mäuse wurden entweder einer SAH-Induktion oder einer Scheinoperation unterzogen, die an anderer Stelle ausführlich beschrieben wurde.Zur Vorbereitung der Ultraschalluntersuchung schalten Sie das Ultraschallgerät ein und geben Sie den Tierausweis ein.Erwärmen Sie die Heizplatte des Ultraschallsystems auf 37 Grad Celsius. Stellen Sie sicher, dass der rektale Temperaturfühler einsatzbereit ist. Verwenden Sie ein warmes Wasserbad, um das Ultraschallgel auf 37 Grad Celsius zu erhitzen.Bereiten Sie die Haarentfernungscreme, die Kontaktcreme für die Elektroden und die Augensalbe vor. Stellen Sie sicher, dass der Wandler ordnungsgemäß am mechanischen Arm montiert ist und stellen Sie sicher, dass die Kammer für die Anästhesieinduktion mit 4% Isofluran und 40% Sauerstoff gespült wird. Induzieren Sie die Anästhesie, indem Sie die Maus für eine Minute in die Kammer legen.Schützen Sie die Augen mit Salbe. Fahren Sie erst fort, nachdem eine ausreichend tiefe Betäubung erreicht wurde. Halten Sie die Anästhesie mit 1,5% Isofluran und 40% Sauerstoff mit einer Anästhesiemaske während des gesamten Eingriffs aufrecht.Im ersten Schritt werden die Durchblutungsgeschwindigkeiten der intrakraniellen inneren Halsschlagadern mit transkranieller Hochfrequenz-Duplexsonographie bestimmt. Stellen Sie die Maus in Bauchlage auf die Heizplatte des Ultraschallsystems, um eine Körpertemperatur von 37 Grad Celsius aufrechtzuerhalten. Augensalbe auf beiden Seiten auftragen.Vor der ersten Untersuchung das Fell am Hinterkopf mit einem Elektrorasierer kürzen. Dann entfernen Sie die restlichen Haare chemisch mit Haarentfernungscreme. Verwenden Sie einen Wattestäbchen, um die Creme zu verteilen und zwei Minuten lang zu reiben, bis die Haare ausfallen.Nach weiteren zwei Minuten die Creme und die Haare mit einem Spatel entfernen und die Haut mit einem alkoholischen Hautantiseptikum desinfizieren. Die vier Extremitäten des Tieres mit leitfähiger Paste beschichten und mit Klebeband auf den in die Platine eingebetteten EKG-Elektroden befestigen. Legen Sie das Gleitmittel auf einen rektalen Temperaturfühler und setzen Sie es vorsichtig ein, um die Körpertemperatur zu überwachen, wobei Bei Bedarf eine zusätzliche Wärmelampe verwendet wird.Überprüfen Sie, ob die physiologischen Parameter, das EKG und das Atemsignal auf dem Bildschirm des Ultraschallsystems korrekt angezeigt werden. Bei Bedarf kann das Anästhesieniveau angepasst werden, um die Zielherzfrequenz von 4 bis 500 Schlägen pro Minute zu erhalten. Beschichten Sie es mit Ultraschallgel.Verwenden Sie einen linearen Array-Wandler und eine Bildrate von über 200 Bildern pro Sekunde, um Ultraschallbilder zu erfassen und auf dem mechanischen Arm zu montieren. Platzieren Sie den Wandler auf dem um 30 Grad nach hinten geneigten Hinterhaupt. Verwenden Sie den B-Modus und den CW-Doppler-Modus, um die richtige intrakranielle interne Halsschlagader zu visualisieren und den Wandler mit der Steuereinheit hin und her zu bewegen, bis wir den maximalen Fluss der Arterien finden.Um anatomische Informationen zu sammeln, verwenden Sie den traditionellen B-Modus und CW-Doppler-Modus und starten Sie die Erfassung, indem Sie auf die Erfassungsschaltfläche klicken. Um Informationen über die Fließeigenschaften der intrakraniellen Gefäße aufzuzeichnen, klicken Sie auf die Pulswellen-Dopplertaste, platzieren Sie ein Probenvolumen in der Mitte des Gefäßes und erfassen Sie eine Cine-Schleife, die länger als drei Sekunden ist. Gehen Sie mit der linken Seite identisch vor.Im nächsten Schritt werden die Durchblutungsgeschwindigkeiten der extrakraniellen inneren Halsschlagadern mit Hochfrequenz-Duplexsonographie bestimmt. Stellen Sie die Maus in Rückenlage auf die Heizplatte des Ultraschallsystems, um eine Körpertemperatur von 37 Grad Celsius aufrechtzuerhalten. Vor der ersten Untersuchung entfernen Sie die Haare der Vorderseite des Halses mit einem elektrischen Rasierer.Entfernen Sie dann die restlichen Haare chemisch mit einer Haarentfernungscreme, wie zuvor beschrieben. Die vier Extremitäten des Tieres mit leitfähiger Paste beschichten und mit Klebeband auf den in die Platine eingebetteten EKG-Elektroden befestigen. Legen Sie das Gleitmittel auf einen rektalen Temperaturfühler und setzen Sie es vorsichtig ein, um die Körpertemperatur zu überwachen.Verwenden Sie bei Bedarf eine zusätzliche Wärmelampe. Überprüfen Sie erneut die korrekte Anzeige der physiologischen Parameter auf dem Bildschirm. Beschichten Sie die Vorderseite des Halses mit Ultraschallgel, das auf 37 Grad Celsius erwärmt ist.Platzieren Sie den Wandler parallel zum Tier und passen Sie die Position an, um Längsbilder der rechten Halsschlagader zu erhalten. Verwenden Sie den B-Modus CW-Doppler-Modus, um die richtige Halsschlagader zu visualisieren. Das Bild sollte die rechte gemeinsame Halsschlagader, die rechte Arteria carotis interna und die rechte Arteria carotis externa enthalten.Um anatomische Informationen zu sammeln, verwenden Sie den traditionellen B-Modus und CW-Doppler-Modus und starten Sie die Erfassung, indem Sie auf die Erfassungsschaltfläche klicken. Um Informationen über die Fließeigenschaften der extrakraniellen Halsschlagader aufzuzeichnen, klicken Sie auf die Pulswellen-Dopplertaste, platzieren Sie das Probenvolumen in der Mitte der Mitte der gemeinsamen Halsschlagader, der Arteria carotis interna und der Arteria carotis externa und erhalten Sie eine Cine-Schleife, die länger als drei Sekunden ist. Gehen Sie mit der linken Seite identisch vor.Beenden Sie die Anästhesie und entfernen Sie das Tier von der Wärmeplatte und legen Sie es in einen Käfig, der eine Stunde lang in einen auf 36 Grad Celsius erhitzten Inkubator gelegt wird, um Eine Unterkühlung zu verhindern und die vollständige Genesung zu überprüfen. Der nächste Schritt ist die Verarbeitung der Ultraschalldaten. Verwendung eines externen Arbeitsplatzes zur Nachbearbeitung der hochfrequenten Ultraschalldaten.Exportieren Sie die Bilder und Cine-Loops im B-Modus, CW-Doppler-Modus und PW-Doppler-Modus in die Vevo LAB-Software. Öffnen Sie die exportierte Ultraschallstudie. Wählen Sie ein Tier aus und öffnen Sie die PW-Doppler-Cine-Schleife der intrakraniellen Halsschlagader.In diesem Protokoll werden typischerweise sieben bis acht Herzschläge in entsprechenden Strömungsgeschwindigkeitskurven aufgezeichnet. Pausieren Sie die Cine-Schleife und klicken Sie auf die Messtaste. Wählen Sie das Gefäßpaket und klicken Sie auf RICA PSV, um den systolischen Spitzendruck der rechten intrakraniellen Halsschlagader zu messen.Klicken Sie nun links auf die Spitze einer Geschwindigkeitskurve und ziehen Sie die gerade Linie zur Nulllinie. Bestimmen Sie die Messung per Klick mit der rechten Maustaste. Wählen Sie nun RICA EDV, um die enddiastolische Geschwindigkeit zu messen.Klicken Sie links auf den minimalen Ausschlag der Geschwindigkeitskurve am Ende der Diastole. Ziehen Sie die Linie gerade auf die Nulllinie und bestimmen Sie die Messung durch einen Klick mit der rechten Maustaste. Wählen Sie RICA VTI, um das Geschwindigkeitszeitintegral zu messen.Klicken Sie am Anfang einer Geschwindigkeitskurve links und folgen Sie der Kurve mit der Maus bis zum Ende des diastolischen Plateaus. Klicken Sie dann erneut nach rechts, um die Messung zu bestimmen. Exportieren Sie die Daten der intrazerebralen internen Halsschlagadern mithilfe der Berichtsschaltfläche.Drücken Sie auf Exportieren und speichern Sie die Daten als VSI-Berichtsdatei. Verwenden Sie den gleichen Ansatz zur Messung von PSV, EDV und VTI der richtigen extrakraniellen internen Halsschlagadern und exportieren Sie die Daten entsprechend. Gehen Sie identisch mit der linken Seite vor und verwenden Sie LICA PSV, EDV und VTI.Bei fünf Mäusen und drei von denen SAH induziert wurde, während zwei eine Scheinoperation erhielten, wurden die Blutflussgeschwindigkeiten der intrakraniellen inneren Arterie und der extrakraniellen inneren Halsschlagader einen Tag vor der Operation und einen, drei und sieben Tage nach der Operation bestimmt. Vor der Operation waren die zusätzlichen und intrakraniellen Blutflussgeschwindigkeiten sowie das Verhältnis von intra- und extrakraniellem Blutfluss zwischen den SAH- und Scheintieren ähnlich. Am ersten Tag nach der SAH-Induktion gab es keine wesentlichen Veränderungen der intra- oder extrakraniellen Blutflussgeschwindigkeiten oder der Verhältnisse zwischen intra- und extrakraniellem Blutfluss.An den Tagen drei und sieben nahmen die intrakraniellen Blutflussgeschwindigkeiten der Arteria carotis interna deutlich zu und zwei der SAH-Tiere deuteten auf einen zerebralen Vasospasmus nach SAH hin. Da die extrakraniellen Blutflussgeschwindigkeiten nahezu unverändert blieben, stiegen auch die Verhältnisse der intra- und extrakraniellen Blutflussgeschwindigkeiten am siebten Tag bei den SAH-Tieren signifikant an, was auf einen zerebralen Vasospasmus hindeutet. Zusammenfassend lässt sich sagen, dass die hochfrequente farbcodierte transkranielle Duplexsonographie verwendet werden kann, um In-vivo-Messungen der Geschwindigkeiten des intrakraniellen Blutflusses bei Mäusen durchzuführen.Ähnlich wie bei menschlichen Patienten beschleunigen sich die intrakraniellen Blutflussgeschwindigkeiten bei Mäusen nach SAH, was auf Vasospasmus hinweist. Die hier gezeigte ultrasonographische Methode ist schnell und von geringer Invasivität. Es ermöglicht Längsschnittuntersuchungen des Vasospasmus in murinen SAH-Modellen.

Research

JoVE Journal

Neuroscience

Assessment of Cerebral Lateralization in Children using Functional Transcranial Doppler Ultrasound (fTCD)

Assessment of Cerebral Lateralization in Children using Functional Transcranial Doppler Ultrasound fTCD

Beurteilung der zerebralen Lateralisation bei Kindern mit Hilfe der funktionellen transkraniellen Doppler-Sonographie (fTCD)

There are many unanswered questions about cerebral lateralization.  In particular, it remains unclear which aspects of language and nonverbal ability are ...

Forschung

Neurowissenschaften

Autologous Blood Injection to Model Spontaneous Intracerebral Hemorrhage in Mice

Eigenblut Injection zu Spontane intrazerebrale Blutungen in Mäuse-Modell

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

A Rat Model of Mild Intrauterine Hypoperfusion with Microcoil Stenosis

Einem Rattenmodell der milden Intrauterine Hypoperfusion mit Microcoil Stenose

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

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

Eine Volumetrische Methode zur Quantifizierung der zerebralen Vasospasmus in einem Mausmodell der Subarachnoidalblutung

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

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

Doppelte Direkteinspritzung von Blut in die Cisterna Magna als Modell der subarachnoiden Blutung

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

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

Prächiasmatische, einmalige Injektion von Eigenblut zur Induktion einer experimentellen Subarachnoidalblutung in einem Rattenmodell

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

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

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

Endovaskuläres Perforationsmodell für Subarachnoidalblutungen in Kombination mit Magnetresonanztomographie (MRT)

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

Modellierung neonataler intraventrikulärer Blutungen durch intraventrikuläre Injektion von Hämoglobin

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

Establishing a Transcranial Middle Cerebral Artery Occlusion Mice Model

A Modified Transcranial Middle Cerebral Artery Occlusion Model to Study Stroke Outcomes in Aged Mice

Innovative Techniques and Future Directions in Stroke Research (Video) | JoVE

Ein modifiziertes transkranielles Modell für den Verschluss der mittleren Hirnarterie zur Untersuchung von Schlaganfallergebnissen bei gealterten Mäusen

In experimental stroke research, middle cerebral artery occlusion (MCAO) with an intraluminal filament is widely used to model ischemic stroke in mice. ...

Chinese Massage Techniques: Enhancing Motor Function in Cerebral Palsy Rats

Abdominal Massage to Improve Motor Dysfunction in Rats with Cerebral Palsy

Exploring the Potential of Massage Therapy in Cerebral Palsy Using Animal Models (Video) | JoVE

Bauchmassage zur Verbesserung der motorischen Dysfunktion bei Ratten mit Zerebralparese

Cerebral palsy (CP) is a disease with a high disability rate and morbidity. The clinical symptoms of cerebral palsy are motor dysfunction and abnormal ...