Quantifizierung der zerebralen Perfusion mittels Laser Speckle Imaging und des Infarktvolumens mittels MRT in einem präklinischen Modell des posterioren Kreislaufschlaganfalls

Zusammenfassung

Ein Hundemodell des LVO-Schlaganfalls wurde verwendet, um eine Laser-Speckle-Bildgebung zur Überwachung der zerebralen Perfusion in Echtzeit zu entwickeln.  Die diffusionsgewichtete MRT wurde optimiert, um das Infarktvolumen unter Verwendung eines hohen b-Werts abzubilden, was ADC und MRA ermöglichte, die zum Zeitpunkt des Schlaganfalls mit der DSA korrelierten.  Schließlich korrelierten die ADC-Rekonstruktionen mit den histologischen Befunden.

Zusammenfassung

Hintergrund: Der Verschluss der Arteria basilaris (BAO) ist eine Untergruppe des posterioren Zirkulationsschlaganfalls, die eine Mortalität von bis zu 90 % aufweist.  Zu den aktuellen klinischen Standards zur Diagnose eines ischämischen Schlaganfalls gehören die Computertomographie (CT), die CT-Angiographie sowie die Perfusion sowie die Magnetresonanztomographie (MRT). Es fehlen präklinische Großtiermodelle, um die klinische Erkrankung genau abzubilden, sowie Methoden zur Beurteilung der Schlaganfallbelastung und zur Bewertung von Behandlungen.

Methodik: Wir beschreiben ein Hundemodell für einen Schlaganfall durch einen Verschluss großer Gefäße (LVO) im posterioren Kreislauf und haben ein Laser Speckle Imaging (LSI)-Protokoll entwickelt, um Perfusionsänderungen in Echtzeit zu überwachen.  Anschließend verwendeten wir eine MRT mit hohem b-Wert DWI (b=1800s/mm²), um die Nachweisempfindlichkeit zu erhöhen. Wir untersuchten auch die Fähigkeit der Magnetresonanzangiographie (MRA), den arteriellen Verschluss zu beurteilen und mit DSA zu korrelieren. Schließlich haben wir die Infarktgröße anhand der Kartierung des scheinbaren Diffusionskoeffizienten (ADC) mit der Histologie verifiziert.

Befund: Die Verabreichung von Thromboembolien verschloss die Arteria basilaris, wie durch DSA verfolgt (n=7).   LSI korrelierte mit DSA und zeigte eine Verringerung der Perfusion nach Schlaganfallbeginn, die während des gesamten Experiments anhielt und es uns ermöglichte, die Perfusion in Echtzeit zu überwachen.  DWI mit einem optimierten b-Wert für Hunde veranschaulichte das Schlagvolumen und ermöglichte es uns, ADC- und Magnetresonanzangiographie (MRA)-Bilder abzuleiten. Die MRA, die am Ende des Experiments durchgeführt wurde, korrelierte mit der DSA, die nach der Okklusion durchgeführt wurde. Schließlich korrelierte die Schlaganfallbelastung in der MRT mit der Histologie.

Schlüsse: Unsere Studien zeigen die Echtzeit-Perfusionsbildgebung mittels LSI eines thromboembolischen LVO-Modells des posterioren Kreislaufschlaganfalls, das eine multimodale Bildgebung verwendet, die für die Diagnose und Behandlung eines ischämischen Schlaganfalls wichtig ist.

Einleitung

Die Prävalenz von Schlaganfällen liegt weltweit bei fast 25,7 Millionen, von denen die meisten ischämisch sind¹.  Der posteriore Zirkulationsschlag macht 20 % aller Schlaganfälle aus, wobei der Verschluss der Arteria basilaris mit einer Mortalität von fast 90 % am schwerwiegendsten ist ^1,2.  Im Jahr 1995 war der rekombinante Gewebeplasminogenaktivator (rtPA) die erste Akuttherapie, die für ischämische Schlaganfälle bei Patienten entwickelt wurde, die sich innerhalb von 3 Stunden nach Schlaganfallbeginn vorstellten³. In jüngerer Z....

Protokoll

Alle Verfahren wurden in Übereinstimmung mit dem Animal Welfare Act und dem Guide for Care and Use of Laboratory Animals (NRC 2011) durchgeführt, der vom Institutional Animal Care and Use Committee (IACUC) der Ohio State University genehmigt wurde.

1. Schritt 1: Vorbereitung des Tieres und chirurgisches Protokoll Wie zuvor beschrieben wurde ein Hundemodell für einen Schlaganfall der Basilararterie (BAO) verwendet ^9,10.

1. Schnelle erwachsene Beagles (8-13 kg, 14-21 Monate alt) über Nacht mit freiem Zugang zum Wasser.
2. Injizieren Si....

Ergebnisse

Laser-Speckle-Perfusionsaufzeichnung und Bildgebung: Die Perfusionsaufzeichnung wurde kontinuierlich durchgeführt, bis das Tier zum MRT transportiert wurde, und erneut bei der Tötung (Abbildung 1A). Die Daten zeigten, dass die zerebrale Perfusion zum Zeitpunkt vor dem Verschluss der Arteria basilaris (vor BAO) um ~15% auf 83 ± 10% abnahm. Dieser nominelle Rückgang ist wahrscheinlich die Folge einer Mikrokathetereinführung in die distale Wirbelarterie. Nach der Injektion des .......

Diskussion

Zu den häufigsten Ursachen für einen Schlaganfall im hinteren Kreislauf gehören Embolie, Atherosklerose der großen Arterien und Erkrankungen der kleinen Arterien⁵. Der basiläre arterielle Verschluss (BAO) stellt eine Untergruppe der posterioren Zirkulationsschlaganfälle dar, die eine signifikante Morbidität und Mortalität mit sich bringen¹³. In diesem Zusammenhang wurde ein Hundemodell des akuten posterioren Schlaganfalls verwendet und ein .......

Materialien

Liste der in diesem Artikel verwendeten Materialien

Name	Unternehmen	Katalognummer	Kommentare
2% 2,3,5-Triphenyltetrazoliumchlorid (TTC in PBS, pH 7,4)	Sigma Aldrich	T8877
EDTA K3 Vacutainer	Becton Dickinson	BD455036
Eosin	Surgipath	3801602
Formalin, neutral gepuffert, 10%	Richard-Allan Scientific	5701
Hämatoxylin 560	Surgipath	3801570
HUG-U-VAC Positioniersystem	DRE Veterinary	1320
LabChart Software	ADInstruments Inc.
Laser Speckle Imaging Kamera	Perimed Inc., Jarfalla, Schweden	PeriCam PSI HR System
Lithium-Heparin-Vacutainer, 4,5 %	Becton Dickinson	BD 368056
Matlab	The MathWorks, Inc., Natick, MA
OsiriX MD v.5.0 Software	Pixmeo Inc, Genf
Paraformaldehyd 4 % in PBS	Alfa Aesar
PimSoft v1.4 Software	Perimed Inc.	Software, die LSI-Geräten
Prisma Fit 3 Tesla (3T) Magnet	Siemen's Diagnostics
Natriumheparin zur Injektion (zur Beschichtung von Blutgasspritzen)	NovaPlus	402525D