Epidural intrakranielt tryk Måling i rotter med et fiberoptisk Pressure Transducer

1. Skull Penetration

1. Bedøve rotte med isofluran (5% induktion, 1,5-2% vedligeholdelse) i _70% N2 og _30% O2. Efter induktion af anæstesi, rotte tilbøjelig på en varmeplade placere, positionere rottens næsen i en anæstetisk næsekegle.
2. Samtidig med at anæstesi, sikre hovedet i en stereotaktisk ramme, indsætte øre-barer, indtil hovedet er stabiliseret. Sørg for, åndedrættet bliver ikke nedsat. (Figur 2-A).
3. Injicér hovedbund subkutant med langvarig lokalbedøvelse, Bupivacain 0,3 ml 0,5% (Pfizer, Australien), før en 1,5 cm hud midterlinjen hovedet incision. (Sterile instrumenter og handsker skal anvendes.)
4. Sløve dissekere det bløde væv og de omkringliggende muskler til klart lokalisere Lambda og Bregma. Trække hud og bindevæv.
5. Skyldes blødning ved at påføre tryk til den blotlagte kraniet. Overdreven kraniet blødning kan ætses.
6. Ved hjælp af en dental drill med en 1 mm spids grater, Burr et hul 2 mm bred i den højre parietal knogle. Grater hullet 2 mm lateralt og 2 mm posteriort fra Bregma at undgå den overlegne sinus sagittalis og sikre placeringen af ​​ICP sensoren er i det iskæmiske område, for slagtilfælde undersøgelser. Alternative placeringer ville være lige så egnet til andre anvendelser. Grater hullet til en dybde, hvor kraniet over dura bliver gennemskinneligt. (Figur 2-B).
7. Erstatte grat med en 0,5 mm dyse grater at fjerne skallen ved bunden af ​​hullet.
8. Når kraniet begynder at revne, anvende 45 ° pincet for at fjerne al resterende kranium, hvilket sikrer bunden af ​​hullet er renset for rester. (Figur 3).

2. Skrue Ændring og indsættelse

1. Bor et 0,7 mm hul igennem en sekskantet-headed skruen med en drejebænk og 0,7 mm bor.
2. Sæt overvågning skruen ind i hullet ved at dreje den ca 1,5 omdrejninger (brug den minimale mængde afvender nødvendige for at sikre skruen i skallen for ikke at beskadige underliggende væv). (Figur 2-C og figur 4).
3. Grat et andet hul i en forankring skrue i den venstre parietal knogle, 2 mm lateralt og 2 mm posterior fra Bregma. Dette hul er ikke kræver fuldstændig gennemtrængning af kraniet, så 1 mm spids grater bliver anvendt til at fortynde kraniet for skruen indsættes.
4. Indsætte et 2 x 4 mm sekskantede hoveder skruen i det andet hul. Denne skrue hjælper til at forankre dentalcement og dermed kontrollen skruen til kraniet.
5. Brug en overførsel pipette til at blande og anvende dental cement monomer og polymer til bunden af ​​hovedet af skruerne.
6. Tillader dentalcement tørre i mindst 10 minutter.

3. Intrakranielt tryk Transducer Indsættelse

1. Brug af hvid rettelak, markerer fiber-optisk sensor 4 mm fra spidsen.
2. Fylde hullet med overvågningen skrue med sterilt saltvand (0,9%) og sikre, at ingenluftbobler er til stede i skruen.
3. Indsætte ICP proben 4 mm i skruen, således at spidsen af ​​sonden er i niveau med den ende af skruen. Sørg for, at spidsen ikke punkteres dura.
4. Justere spidsen af ​​sonden inden i skruen, indtil en ICP spor reflekterende ventilation og blodtryk pulsbølger kan observeres. (Figur 5).

4. Dannelse af en lufttæt forsegling

1. En lufttæt forsegling er afgørende, at en nøjagtig ICP læsning. Blande en viskos biokompatibelt tætningsmateriale monomer og polymer i forholdet 1:1. Fordi trykføleren er ved spidsen af ​​sonden, og dette er inden for udhulede skruen, anvendelse af tætningsmateriale til akslen af ​​den fiberoptiske probe har ingen virkning på trykket følsomhed af sensoren.
2. Påfør et tyndt lag omkring sonden og lederen af ​​overvågningen skruen. Undgå forskydning af ICP probe.
3. Muligt at hærde i 5 minutter.
4. Anvend et andet layis af tætningsmateriale langs hele overvågning skruen og probe. Sørg for, at ingen væske siver ud fra eventuelle sprækker i tætningsmateriale. (Figur 2-D).
5. Fjern øre-barer.
6. Rotten kan forblive i bugleje, eller forsigtigt roteret i rygliggende position under ICP overvågning.
7. En skematisk afbildning af det færdige procedure er afbildet i (figur 6).

5. Intrakranielt tryk Transducer Fjernelse og reintegration

1. Ved afslutningen ICP overvågning kan ICP sensoren fjernes ved forsigtigt at trække kateteret fra skruen og tætningsmateriale.
2. Den SAMBA Sensoren skal være umiddelbart plads til 1% Terg-A-Zyme løsning for at forhindre tip korrosion.
3. Hullet tilbage i tætningsmateriale bør dækkes med et yderligere lag af tætningsmateriale. (Rotte kan blive vækket på dette tidspunkt).
4. At genindsætte SAMBA kateter til ekstra overvågning, skivedet tætningsmateriale på niveau med hovedet af skruen.
5. Gentag trin 3.2 - 5.3.

6. Repræsentative resultater

Figur 5 er en afbildning af ICP aflæsninger over ti sekunder. Ved basislinje, er den gennemsnitlige ICP i en Wistar-rotte 6 mmHg. Begivenhederne i kortere periode er afbildet i figur 5 afspejler blodtryk puls bølger. Begivenhederne i længere periodicitet vise ventilation begivenheder. Bemærk, at den SAMBA sensoren afspejler en udluftning amplitude på 3-4 mmHg og impulsamplitude på 1-2 mm Hg.

At validere position SAMBA sensoren i hvert eksperiment, bør ICP spor testes for respons på abdominale kompressioner og respiratoriske hændelser, såsom perioder apnø. En abdominal kompression er afbildet i figur 7..

Perioder med apnø (illustreret i figur 8) er observeret i de fleste eksperimenter invo lving spontan vejrtrækning dyr. Disse begivenheder er identificeret på fysiologiske poster ved et fravær af respiratoriske nedbøjninger på respiratoriske (membran transducer) og arterielt tryk spor. En tilsvarende ændring i ICP spor validerer ICP proben positionering.

Figur 9 viser en typisk ICP spor efter fjernelse af øre-stænger (trin 4,6). Indsættelse af den Øre-bjælkerne i trin 1.2 resulterer i en let sammentrykning af kraniet og deraf følgende afbrydelse af intrakranialt volumen og dermed en forøget ICP. Hvis sensoren er placeret korrekt, vil ICP falde på mindst 4 - 5 mmHg med fjernelse af øre-barer.

Histologisk analyse kan anvendes til at kontrollere skader på corticale området umiddelbart under trykføleren og skruen. Et eksempel på en traumatisk og ikke-traumatisk skrue insertion er afbildet i figur 4.

_upload/3689/3689fig1.jpg "/>
Figur 1. Væskefyldt Vs SAMBA ICP spor. ICP blev registreret samtidigt via SAMBA fiberoptiske kateter (øverst) og en væskefyldt kateter (nederst). De gennemsnitlige ICP-værdierne var ens i begge spor, men den fluidfyldte kateteret signal blev især dæmpet i forhold til den klare respiratoriske og arterielt tryk bølgeformer ses med det fiberoptiske kateter.

Figur 2. Intrakranielt tryk Kateter indføringsproceduren. Rotten hoved blev fastgjort i en stereotaktisk ramme med øre-stænger og en anæstetisk næsekeglen [A]. Et hul, omtrent 2 mm i diameter blev boret i den højre parietale knoglen [B]. En 2 x 4 mm skrue med en 0,7 mm hul i akslen er indsat [C]. Et forankringselement skruen blev indsat i den venstre parietal knogle og kraniet og operationsstedet dækket dental cement. ICP cathetER (sorte pil) blev derefter indsat i skrue-huller og en lufttæt tætning med tætningsmateriale (hvid pil) [D]. Hæfteklamme (for skala) = 12 mm x 5 mm.

Figur 3. Overvågning Skrue Burr Hole Orientering. Kraniet blev fjernet for bindevæv at lokalisere Lambda (sort asterisk) og Bregma (hvid asterisk) og hullet bores 2 mm lateralt og 2 mm posterior fra Bregma. Hullet blev ryddet af vragrester forlader dura og pial skibe (sort pil) intakte. Hæfteklamme (for skala) = 12 mm x 5 mm.

Figur 4. Histologi af rottehjerne 24 timer efter Instrumentering af ICP Monitoring skrue. Haemotoxylin og eosin-farvning, 6 um koronale sektioner. Venstre: Ikke-traumatisk skrue indsættelse. Højre: Traumatisk skrue indsættelse,området bleghed afbilder beskadiget væv med lignende cellulær morfologi med slagtilfælde beskadigede område (pil). Indsætter på 4x mål.

Figur 5. Typiske ICP spore. Pulse trykbølger er afbildet af begivenheder af mindre amplitude (*). Ventilation afspejles af begivenhederne i længere periodicitet (#).

Figur 6. ICP Probe Indsættelse Skematisk. Diagrammet viser placeringen af støtte skrue (til højre) og tætningsmateriale belagt ICP sonde ind i skruen (til venstre).

Figur 7. Abdominal Compression. Underlivet blev midlertidigt komprimeret (~ 1 sekund) at validere levedygtigheden af ICP signal. Compression resulterer i nedsat cerebral venøs tilbagevenden,øget intrakranielt volumen og dermed øge ICP. Arterietryk (Pa) faldt efter den første ICP stigning.

Figur 8. Periode for Apnø. Midlertidigt ophør med vejrtrækning afspejles i mellemgulvet transduceren spor, det arterielle tryk (Pa) spor og ICP spor.

Figur 9. Ear-Bar Removal. ICP skulle falde med fjernelse af stereotaktisk ramme øre-barer.

Fremgangsmåden fremlagt her, muliggør en meget følsom og nøjagtig registrering af intrakranielt tryk. Denne minimalt invasiv teknik undgår væsentlig hjernetraume ved at placere trykføleren i det epidurale rum og ikke hjernevæv eller ventriklerne.

De kritiske trin omfatter: 1) boring gennem kraniet - man skal passe ikke at gennembore dura eller skade underliggende hjernevæv, 2) at sikre en tæt forsegling med tætningsmateriale - hvis der er nogen lækage, vil ICP spor ikke pålidelige. Når ICP sensoren er passende anbragt, vil aflæsningen give en nøjagtig spor af ikke kun ICP, men også respiratoriske og hjertefrekvens. Med inspiration, mindsker mere negativ intrathoracic tryk nedstrøms intravaskulær pres, hvilket skaber en større trykgradient og øget cerebral venøs tilbagevenden. Den efterfølgende reduktion i cerebrale blodvolumen resulterer i et fald i ICP. Omvendt expiration forøger nedstrøms venetryk og forøger ICP. Kort fortalt kan en anden abdominale kompressioner udføres i hvert forsøgsdyr for at simulere en stimulus ligner en Valsalva manøvre. Når de anvendes, er det fysiologisk stimulus kendt for at reducere cerebrale venøs returnering og resultere i en forbigående stigning i ICP. En mangel på respons på abdominal kompression (ingen stigning i ICP) foreslår en lækage i den lufttætte forsegling eller blokering af det hule skrue. Hvis en lækage er klart, kan et tredje lag af tætningsmateriale påføres omkring sensoren for at opnå en lufttæt forsegling. Bemærk, at den tætningsmateriale ikke komprimere den optiske fiber, så en yderligere lag vil kun sikre en passende tætning. Hvis skruen er blokeret, fjernes tætningsmateriale og sensoren, skylles skruen forsigtigt med sterilt saltvand og gentage trin 3,2-4,5. Hvis ICP spor stadig er svagt, skal det fiberoptiske kabel kontrolleres. SAMBA optiske fiberkabel kan tolerere en bøjningsradius på 10 cm, hvis dette er exceeded ICP spor vil blive kompromitteret.

Den dura er meget tæt på kraniet, og derfor yderst skal man være omhyggelig, når du fjerner kraniet i trin 1,8. Når lære denne teknik kan dura være uheld gennemboret og cerebrospinalvæske (CSF) vil lække ind i det epidurale rum og ind i overvågningen skruen. En knick i dura vil imidlertid ikke påvirke ICP målingen, fordi den kraniale hvælvingen er forseglet.

Denne fremgangsmåde er egnet til brug i dyr under bedøvelse, men det er let modificeres til at udføre optagelser ved hjælp af et tøjr system vågne dyr. Den beskrevne teknik har potentiale til at blive anvendt i mange modeller af ICP måling. Den optiske fiber anvendes i denne metode er ufølsom over for enhver form for elektromagnetiske felter, og er derfor forenelig med imaging teknologier som MR, CT, PET og SPECT. Kvaliteten af ​​optagelserne og pålideligheden af ​​målinger over tid er overlegen i forhold til Those opnået ved anvendelse af kommercielt tilgængelige fluidum-fyldte kateter systemer.