التصوير غير الغازية وتحليل الدماغي نقص التروية في الفئران الحية عن طريق تقنية متقدمة في البوزيتروني مع

الهدف العام من هذا المشروع التعاوني هو تصوير التغيرات في توزيع مسبار جلوكوز مشع في دماغ الجرذان قبل السكتة الدماغية وبعدها. ويتم تحقيق ذلك عن طريق تحفيز نقص تروية دماغية في الجرذان باستخدام إجراء انسداد الشريان الدماغي الأوسط. الخطوة التالية هي حقن المتتبع الإشعاعي Fluor deoxy glucose وجمع صور التصوير المقطعي بالإصدار البوزيتروني.

تتمثل الخطوة النهائية في تحليل البيانات باستخدام قالب لمنطقة اهتمام بالحجم الدماغي يكون مسجلاً تشريحياً مع دماغ الجرذ. وفي نهاية المطاف، يمكن استخدام التصوير المقطعي بالإصدار البوزيتروني (PET) للجرذان التي تعاني من نقص تروية دماغي لقياس الاختلافات الإقليمية في امتصاص الدماغ للمجسات الإشعاعية مثل Fluor deoxy glucose خلال الدراسات الطولية لتطور المرض. والميزة الرئيسية لهذه التقنية مقارنة بالطرق الحالية مثل التشريح المرضي وعلم الأنسجة، هي أن التصوير المقطعي بالإصدار البوزيتروني غير جراحي ويمكن استخدامه بطريقة طولية لدراسة العلاجات والتطور الخطي للسكتة الدماغية.

بشكل عام، يواجه الأفراد المبتدئون في هذه الطريقة صعوبة في إنشاء نموذج السكتة الدماغية الحيواني. لذا، فإن استخدام المعالم التشريحية مثل الشرايين السباتية الداخلية والخارجية سيسهل الإجراء بشكل كبير. ويعد العرض المرئي لهذه الطريقة أمراً بالغ الأهمية لإجراء تحليل VOI الذي يتم تفعيله من خلال دمج أطلس نموذج الدماغ PMOD مع بيانات التصوير المقطعي بالإصدار البوزيتروني (pet) للدماغ الخاصة بالعينة الخاضعة للدراسة.

يجب على الجراح تغيير القفازات المعقمة النظيفة بعد تحضير المنطقة واستخدام أدوات معقمة. لهذه الدراسة، استخدم ذكور جرذان spro dolly التي تتراوح أوزانها بين 220 و 270 grams وابدأ بالحصول على مسح PET و CT قبل الجراحة. ولتوفير خط أساس لامتصاص F 18 FDG، يتم تخدير الجرذان باستخدام 2.5%isof fluorine عن طريق قمع أنفي.

ثم ضع الحيوان في وضعية الاستلقاء الظهري على وسادة تدفئة، وتأكد من تخدير الحيوان بشكل كامل عن طريق قرص المخلب. بعد ذلك، قم بتثبيت القوائم الأمامية لأسفل. تلي ذلك حلاقة السطح الظهري لعنق الحيوان، وتجهيز المنطقة المحلوقة بـ 70%ethanol، يليه محلول 10%povidone iodine.

الآن، وباستخدام المقص، قم بعمل شق بطول 2 إلى 2.5 سنتيمتر، على بُعد 0.5 سنتيمتر إلى يمين الرغامي وبشكل موازٍ له. ثم باستخدام التشريح الثلم، حدد موقع الشريان السباتي واستخدم المباعدات للمساعدة في رؤية الوعاء الدموي. وبمجرد تحديده، ضع مشبكاً مجهرياً على الشريان السباتي المشترك. بعد ذلك، حدد نقطة التفرع الأولى، والتي ستكون الشريان السباتي الخارجي (ECA) بالإضافة إلى الشريان السباتي الداخلي (ICA)، ثم قم بكي الفروع الأصغر المتصلة بالشريان السباتي الخارجي مثل الشريان القفوي.

بعد ذلك، قم بربط الشريان السباتي الخارجي (ECA) بالقرب من التفرع المؤدي إلى الشريان الدرقي باستخدام خيط جراحي من الحرير قياس 4/0، مع ترك طول إضافي للسماح لملاقط وقف النزيف بتثبيت الخيط في مكانه. ولتثبيت الخيوط باستخدام الملاقط، اسحب الشريان السباتي الخارجي (ECA) ذيلياً ليكون موازياً للشريان السباتي المشترك. الآن، قم بكيّ الشريان السباتي الخارجي (ECA) فوق مكان الربط.

بعد ذلك، حدد موقع الشريان السباتي الداخلي (ICA) واستخدم ملقطاً دقيقاً آخر لسد هذا الشريان. ثم اصنع ثقباً صغيراً في الشريان السباتي الخارجي (ECA) باستخدام مقص زنبركي صغير. أدخل سدادة واربط خيط جراحي حولها لمنع تدفق الدم.

الآن، قم بإزالة المشبك الدقيق (micro clamp) من الشريان السباتي الداخلي وقم بدفع السدادة (occlude) حتى تشعر بالمقاومة. تأكد من دخول السدادة في الشريان السباتي الداخلي وليس في الشريان الحنكي الحنكي (tego palatine artery). بعد ذلك، قم بإزالة المشبك الدقيق من الشريان السباتي المشترك وقص أي جزء زائد من السدادة أو خيط الخياطة.

بعد ذلك، استخدم مشابك جروح بحجم تسعة مليمتر لإغلاق شق الجلد. أخرج الحيوان من التخدير واتركه حتى يستيقظ. ثم أجرِ فحص PET CT بعد 1.5 ساعة من إجراء السكتة الدماغية بعد مرور ساعتين.

كرر تخدير الجرذ بشكل كامل باستخدام isof fluorine وأزل مشابك الجرح. بعد ذلك، حدد موقع نهاية السدادة وأزلها من الشريان الدماغي الأوسط عن طريق سحبها بلطف حتى تلامس الطرف الأبيض للسدادة الغرز الجراحية. ومع ذلك، لا تسحبها بالكامل لأن ذلك سيؤدي إلى حدوث نزيف.

وأخيراً، استبدل مشابك الجرح. ثم أخرج الحيوان من التخدير واتركه حتى يستيقظ. بعد ذلك، قم بفحص الحيوان مرة أخرى بعد 24 ساعة من إعادة التروية.

لتقدير كمية تلف أنسجة الدماغ الناتج عن إصابة السكتة الدماغية. وكما ذكر سابقاً، يجب تصوير الحيوان قبل إحداث السكتة الدماغية، ثم بعد 1.5 ساعة من السكتة الدماغية، وأخيراً بعد 26 ساعة من السكتة الدماغية.

لتقدير كمية تلف أنسجة الدماغ الناتج عن إصابة السكتة الدماغية قبل التصوير، يتم تخدير الجرذ باستخدام غاز isof fluorine بنسبة 2.5% في غرفة التخدير. ثم يتم حقن حوالي 500 micro curies من fluoro deoxy glucose في الوريد الذيلي. يُترك الجرذ ليتعافى بعد مرور ساعة واحدة.

بعد ذلك، أعد تخدير الجرذ من أجل التصوير. ضع الجرذ المخدر على سرير جرذان قياسي مع وجود قمع أنفي لتخدير ISO fluorine. قم بقياس المسافة بالملليمتر بين أنف الجرذ وحافة السرير وسجل هذه القيمة كإزاحة أفقية.

بعد ذلك، ضع الحيوان في الماسح الضوئي وقم بإعداد الدراسة، بما في ذلك إزاحة الوزن الأفقية للحيوان، وحقن المركب، والجرعة، والوقت والتاريخ. ثم انقر فوق زر بدء الدراسة لبدء المسح وإعادة بناء البيانات بمجرد الحصول على المسح. قم بإجراء تحليل الصور الموصوف هنا باستخدام برنامج تحليل PMOD بالتزامن مع أطلس الدماغ W Schiffer.

ابدأ بالانتقال إلى علامة تبويب التسجيل المشترك اليدوي (manual co-registration) في أعلى الشاشة. ثم اختر علامة تبويب التقطيع (slicing). بعد ذلك، استخدم المستطيل الأبيض المفتوح لتدوير مسوحات micro PET والمستطيل الأبيض الممتلئ.

لتحريك مسوحات micro PET، قم بمحاذاة المسوحتين من خلال تحديد المعالم المرجعية مثل الغدد الصلبة والسمات الدماغية العلوية والخلفية، والتي يمكن استخدامها لمطابقة مسح micro PET مع نموذج الدماغ. بعد ذلك، قم بتعديل مسح micro PET حتى يتطابق مع أطلس الدماغ. وإذا لزم الأمر، قم بتدوير مسح micro PET بزاوية 180 درجة في العرض الإكليلي (coronal view) وارفع المسح بشكل ملحوظ في العرض السهمي (sagittal view)، مع إجراء التغييرات الطفيفة الأخرى في التوجيه.

بعد ذلك، انتقل إلى علامة تبويب الدمج بملء الشاشة. اختر المصدر A في أعلى يمين الشاشة، ثم انتقل إلى أطلس القوالب.

حدد "rat" من القائمة المنسدلة الموجودة في أسفل الصفحة. يمكنك اختيارياً العودة إلى علامة تبويب التسجيل المشترك اليدوي (manual co-registration) حيث يجب أن يظهر الأطلس متراكباً على أطلس الدماغ. يمكن استخدام الأطلس للمساعدة في محاذاة مسح micro PET وأطلس الدماغ بعد إتمام عملية المحاذاة.

عد إلى علامة تبويب دمج الشاشة الكاملة. سيظهر قالب على الدماغ يوضح أقسام الدماغ التي سيتم قياسها لإحصائيات VOI. الآن، اختر المصدر B في أعلى يمين الشاشة.

ثم اختر زر إحصائيات منطقة الاهتمام (VOI statistics). احفظ جدول البيانات الذي يظهر بالضغط على حفظ (save) ثم الحفظ في نظام الملفات (save to file system). اكتب اسم الملف المطلوب في حقل اسم الملف.

يمكن إجراء تحليل الصور التالي باستخدام هذه البيانات لتصوير البيانات بصرياً، وإنشاء تسلسلات صور باستخدام برنامج تصوير vol view. يرجى مراجعة المخطوطة المرافقة لهذا الفيديو للحصول على تفاصيل تتعلق بخطوات التحليل والتصور البصري. تظهر هنا بيانات تصوير ممثلة لفحوصات PET وx-ray CT لجرذ في النقاط الزمنية 24 ساعة قبل و24 ساعة بعد إعادة التروية؛ حيث لوحظ عند مرور 24 ساعة انخفاض حاد في امتصاص الجلوكوز في نصف الكرة المخية المماثل، مما يشير إلى تلف واسع النطاق في الأنسجة نتيجة السكتة الدماغية الإقفارية المستحثة.

تشير الأسهم البيضاء إلى موقع انخفاض امتصاص FDG الناتج عن تلف السكتة الدماغية. نرى هنا بيانات FDG PET لجرذ بعد 24 ساعة من عملية التروية، مدمجة مع أطلس قالب VOI للدماغ. ولأغراض التحليل، تشير الألوان المتقاطعة إلى مناطق VOI المنفصلة في أطلس قالب الدماغ.

أخيراً، نرى هنا نسب إشارة FDG pet للنصف الكروي الأيمن إلى الأيسر، ووحدات الامتصاص القياسية من كل منطقة في أطلس W Schiffer Rat brain، وذلك للفحوصات التي أجريت قبل حدث السكتة الدماغية الإقفارية، وبعد 1.5 ساعة و24 ساعة من إعادة التروية. بعد مشاهدة هذا الفيديو، يجب أن يكون لديك فهم راسخ لكيفية إنشاء نموذج لنقص تروية الدماغ في الجرذان، بالإضافة إلى إجراء تصوير FDG PET للحيوانات واستخدام أطلس لقالب الدماغ لإجراء تحليل دقيق لـ VOI للبيانات.