Name: Kontrastverstärkten Ultraschall-Bildgebung zur Beurteilung der Spinal Cord Blood Flow in Experimental Rückenmark-Verletzung (Video) | JoVE Journal
Uploaded: 2015-05-07T14:00:00.000+00:00
Duration: 9 min 19 s
Description: Erfahren Sie, wie kontrastverstärkte Ultraschall-Bildgebung den Blutfluss im Rückenmark bei Ratten mit experimenteller Rückenmarkverletzung quantifiziert. Diese Methode ermöglicht die in-vivo-Analyse von Durchblutungsänderungen.

ai_agent_IP

ai_agent

maintenance

instantTrialDurationMinutes

isBiopharma

enableNewMyJoveSectionDesign

educationFeatures

seoMetaApi

ai_copilot_institution_blacklist

ai_chat_institution_blacklist

freeAccessWindow

ssoRoleCapture

scheduledMaintenanceBanner

joveLabsFeatures

disable_autoplay_for_bots

extended_trial_duration

5 minutes

Wir danken Stephanie Gorgeard, Thierry Scheerlink (Toshiba Frankreich) und Christophe Lazare (Bracco Frankreich).

HINWEIS: Die in dieser Handschrift beschriebenen Verfahren wurden von der Bioethik-Kommission der Lariboisière School of Medicine, Paris, Frankreich (CEEALV / 2011-08-01) zugelassen. 1. Instrumentenaufbereitung <ol><li> Bereiten Sie und reinigen Sie die folgenden Instrumente zur Kathetereinführung: Mikro-Pinzetten, Mikroscheren, Mikrogefäßklemme, große Scheren, chirurgische Faden (Black geflochtenen Seide 4-0) und eine 14 G-Katheter. Heparinisierung den Katheter mit einer Heparinlösung (5000 U / ml). </li><li> Bereiten Sie und reinigen Sie die folgenden Instrumente für die Laminektomie: große Schere, Skalpell und einer Knochenschneider. Führen Laminektomie mit einem maßgeschneiderten Knochenschneider entwickelt, um das Risiko der Schädigung des Rückenmarks während der Laminektomie (Abbildung 1) zu reduzieren. </li><li> Aufbau des 3D-Rahmens für die Positionierung und Stabilisierung des Tieres verwendet. Maßgeschneiderte Rahmen ist mit den Elementen eines Fixateur externe Hoffman 3 in Verbindung mit einer Pinzette, gebaut which haben, um die Lendenwirbelsäule des Tieres passen gebogen worden. </li><li> Bereiten Sie das Gewicht-Drop-Einrichtung (Impaktor) zum Rückenmark biomechanischen Verletzungen verwendet. HINWEIS: Die maßgeschneiderte Schlagvorrichtung wurde mit einer 3D-Software entwickelt und in 3D gedruckt. </li><li> Schalten Sie das Ultraschallgerät. </li><li> Bereiten Sie das Kit zur Rekonstitution des Kontrastmittels. HINWEIS: Das Kit enthält 1 Durchstechflasche mit 25 mg gefriergetrocknetes Pulver, 1 Fertigspritze mit 5 ml Natriumchlorid und einem Mini-Spike-Transfersystem (Abbildung 2). Die Schritte zur Rekonstitution des Kontrastmittels sind nachstehend aufgeführt (siehe Abschnitt 5). </li></ol> 2. Vena jugularis Katheterisierung (Abbildung 3) <ol><li> Betäuben das Tier mit 4% Isofluran. Legen Sie das Tier in Rückenlage. Überprüfen Sie die ordnungsgemäße Betäubung durch die Gewährleistung, dass das Tier nicht reagiert, wenn die Pfoten sind mit einer Zange gequetscht. Bewerben vet Salbe auf die Augen bis zur Trockenheit, während und verhinderner Anästhesie. </li><li> Rasieren Sie den Hals und reinigen die Haut. Einen Einschnitt auf der Mittellinie des Halses. Fahren Sie den sternocleidomastoidian Muskel, um die internen Halsschlagader zu finden. Ziehen Sie eine Ligatur am rostralen Teil der Vene. </li><li> Tragen Sie eine mikrovaskuläre Klemme an der Vene, 1 cm unterhalb der Ligatur. Übergeben Sie einen anderen Thread um die Vene, direkt unterhalb der Klemme mit dem Knoten bereit zu sein anziehen, wenn die Klemme gelöst wird. </li><li> Öffnen Sie die Wand der Vene (Venotomie) zwischen der Klemme und dem rostralen Ligatur. Einführung einer 14 G-Katheter in das Lumen der Vene und schieben Sie es in Richtung des Herzens. </li><li> Wenn es darum geht gegen die Klemme, lassen Sie die letztere und schieben Sie den Katheter weiter. Sichern Sie den Katheter in die Vene, durch festes Anziehen der Knoten auf der Vene mit dem Katheter im Inneren. </li><li> Beurteilen Durchgängigkeit des Katheters durch Entnahme einer kleinen Menge von venösem Blut in den Katheter und in der Folge dann Spülen mit heparinisierter Kochsalzlösung. Dies verhindert Verstopfung der catheter durch eine Potential Blutgerinnsel. </li><li> Verbinden flexiblen Schlauch an den Katheter für eine weitere Injektion von Kontrastmittel (Mikroblasen). Halten Sie es geschlossen (abgedichtet) bis zur Verwendung. </li></ol> 3. Zugriff auf die Wirbelsäule, Laminektomie und Rat Positionierung (in der 3D-Rahmen) <ol><li> Legen Sie das Tier in einer flachen anfällig horizontale Position. Rasieren und reinigen Sie den Rücken (Brustbereich) des Tieres. </li><li> Identifizieren Sie die letzten Rippe (XIII bei der Ratte) durch Palpation (Abbildung 4). Dies erlaubt es, die Position des XIII Brustwirbel (ThXIII) zu schätzen. </li><li> Machen Sie eine 4 cm Hautschnitt auf der Mittellinie, auf ThXIII zentriert. Öffnen Sie den Hautschnitt sowie die zugrunde liegenden Schleimbeutels. Beachten Sie die Aponeurose der Rückenmuskulatur sowie die Spitzen der Wirbelsäule Prozesse. </li><li> Die Wirbelsäule Prozess der ThXIII sorgfältig zu lokalisieren durch Palpation XIII Rippen. HINWEIS: Der XIII Rippe zu ThXIII verbunden und stellt somit eine einfach zu locate anatomische Landmarke für die Identifikation von ThXIII. Dieser Schritt ermöglicht die Lokalisierung des ThXII auf Dornfortsatz sowie L1 und L2 (ersten und zweiten Lendenwirbel) THIX. </li><li> Schneiden Sie die Muskelsehnenplatte und nehmen Sie die Muskeln auf beiden Seiten, um die Dornfortsätze, die Lamellen und der Facettengelenke aus Thix zu L2 aus. Setzen die lateralen Seite von L1 und L2 durch Ablösen Muskeln von den Querfortsätzen. </li><li> Haken Schneidezähne des Tieres auf der 3D-Rahmen, um die Position (Abbildung 5) zu sichern. Klemmen die L1- und L2-Wirbel mit den modifizierten Pinzette. Schließen Sie die modifizierte Zange zum 3D-Rahmen, um das Tier zu stabilisieren. </li><li> Gently kaudal ziehen die Zange Halten der Lendenwirbelsäule, um die gesamte Wirbelsäule festziehen und den Brustkorb von der Bank zu erhöhen. HINWEIS: Bei der beschriebenen Anordnung sollte das Tier in der Lage zu atmen ist. Außerdem besteht, auch Atembewegungen des Brustkorbs, der Wirbelsäule und des RückenKabel sollte auch unbeweglich bleiben. </li><li> Entfernen Sie die Dornfortsätze processess von Thix zu ThXII. Die untere Klinge des Knochenschneider Schieben Sie unter dem linken Lamina ThXII und schließen Sie die Knochenschneider, um die Lamina (Abbildung 6) zu schneiden. </li><li> Wiederholen Sie das gleiche Manöver für den rechten Lamina und nacheinander entfernen Sie den hinteren Bogen. Wiederholen Sie die vorherigen Schritte für die Wirbelkörper ThXI zu Thix um ein Vier-Stufen-Laminektomie zu erreichen. Entfernen Sie die beiden Facettengelenke für jeden Wirbel. HINWEIS: Während des gesamten Verfahrens, reinigen Sie das Operationsfeld von lokalen Blutungen. Dafür verwenden Wattestäbchen und Spülung mit lauwarmem Salzlösung. Hämostase systematisch erfolgt innerhalb weniger Minuten. </li></ol> 4. CEU Probe Positioning <ol><li> Decken Sie die Dura mater mit Ultraschall-Gel. Dies erlaubt eine wirksame Übertragung der Ultraschallwellen zwischen der Sonde und des Rückenmarks (Abbildung 7). </li><li> Stabilisierung der Ultraschallsonde witha Klemme, die nachfolgend zu dem 3D-Rahmen durch eine Gelenkarm verbunden werden kann. Manuell positionieren Sie die Sonde. Sicherzustellen, dass die Sonde so ausgerichtet ist, um einen schrägen Längs Sagittalscheibe erhalten. In einer korrekten Position befindet, ist das Rückenmark streng horizontal auf dem Bild und der Zentralkanal im Rückenmark entlang der vollen Segment des Rückenmarks ist sichtbar. HINWEIS: Positionierung sollte von der Echtzeit-B-Modus-Bild auf dem Bildschirm des Ultraschall-Maschine angezeigt leiten. Die Brennweite der Ultraschallsonde sollte mit der Zentralkanal im Rückenmark ausgerichtet werden. Zu diesem Zeitpunkt ist die hintere Seite des Rückenmarks zugänglich ist, die letztlich für die Positionierung des Stoß ermöglichen. </li><li> Bei optimalen, sperren Sie die Gelenkarm, um die Position zu stabilisieren. </li></ol> 5. Herstellung von Kontrastmittel - Mikroblasen Rekonstitution <ol><li> Verwenden Sie den Inhalt einer kommerziellen Rekonstitution Kit und schließen Sie die Kolbenstange durch Befestigung tightly in die Spritze (im Uhrzeigersinn). Öffnen Sie das Transfersystem Blister und entfernen Sie die Spritze Spitzenkappe. Öffnen Sie das Transfersystem Kappe und schließen Sie die Spritze mit dem Transfersystem (Befestigung fest). </li><li> Entfernen Sie die Schutzscheibe aus dem Fläschchen. Schieben Sie die Schale in die transparente Schutzhülle aus der </li><li> Transfersystem und drücken Sie sie fest, um die Ampulle zu sichern. </li><li> Leeren Sie den Inhalt der Spritze in die Durchstechflasche, indem Sie an der Kolbenstange. Kräftig schütteln für 20 Sekunden, um alle Inhalte in der Ampulle zu mischen, um eine milchig weiße homogene Flüssigkeit zu erhalten. </li><li> Das gesamte System und vorsichtig in die Spritze zurückziehen das Kontrastmittel. Schrauben Sie die Spritze aus dem Transfersystem. Nach der Zubereitung (wie vorgeschrieben), 1 ml der erhaltenen Dispersion enthält 8 ul Schwefelhexafluorid in den Mikrobläschen. Zeichnen Sie die Suspension von Mikrobläschen in einen 100-ml-Spritze. Legen Sie die 100-ml-Spritze in die Elektropumpe. Schließen Sie den Deckel. </li><li> Starten konstanter Bewegung der Wiederkonstituierten Mikrobläschen. Erhalten konstantem Rühren durch langsames Drehen der Spritze, die die Mikrobläschensuspension beibehält. Schließen Sie die Pumpe an die Jugularkatheter durch den Schlauch. Stellen Sie das Ultraschallgerät auf &quot;Harmonic Mode&quot;. HINWEIS: Die Letzterer entspricht dem Modus, in dem die Mikrobläschen spezifisch nachgewiesen und visualisiert werden. Dieser Modus hat eine geringe mechanische Index, der die Mikrobläschen nicht zerstört, im Gegensatz zu dem B-Modus. </li><li> Spülen Sie den Katheter durch Infusion eine erste Dosis (400 ul) des Kontrastmittels. Während dieser ersten Infusion, überprüfen Sie, dass die Mikrobläschen haben auf dem Ultraschallbildschirm. Dies bestätigt, dass die gesamte Schaltung (aus der Spritze in den Blutkreislauf der Ratte) intakt und offen ist. </li><li> Stellen Sie das Ultraschallgerät auf &quot;B-Modus&quot;, um das Rückenmark Parenchym und die Zerstörung der wenigen Mikrobläschen in den Blutkreislauf verbleibende zu visualisieren. Die hohe Frequenz der &quot;B-Mode&quot; tranSmits hohe Energie, um den Mikrobläschen, die es ihnen ermöglicht Zusammenbruch. </li><li> Lassen Sie das Tier lag noch für ca. 30 min. Diese Frist ermöglicht die Stabilisierung der hämodynamischen Parameter. </li></ol> 6. Bewertung der SCBF im Intact Spinal Cord <ol><li> Stellen Sie das Ultraschallgerät auf die &quot;Harmonic Mode&quot;. Starten Sie gleichzeitig (1) Infusion von Kontrastmittel (400 &amp; mgr; l) und (2) des Chronometers. HINWEIS: Während der Infusion sollte die Konzentration der Mikrobläschen in den Blutkreislauf zu erhöhen, so dass der Kontrast Vorstellung des Rückenmarks (Abbildung 8). Da die Mikrobläschen schnell zerstört, die Blutkonzentration von Mikrobläschen abzunehmen beginnt, sobald das Einspritzen beendet, die eine fortschreitende Abnahme in Kontrastdarstellung des Rückenmarks erzeugt. </li><li> Nach 1 min, wählen Sie (drücken) der &quot;Clip-Store&quot; auf der Ultraschall-Maschine. Dies wird eine Lage zu versetzen, 1 min von r sparenaw Ultraschalldaten und die Bildvideoaufzeichnung (der zuvor auf dem Ultraschallbild angezeigt wird). </li><li> Stellen Sie das Ultraschallgerät auf &quot;B-Mode&quot;. Dadurch werden die verbleibenden Mikroblasen zu beseitigen. </li></ol> 7. Experimentelle SCI <ol><li> Verwendung des Mikromanipulators in die 3D-Rahmen verbunden ist, zu positionieren, das Gewicht Drop Schlagvorrichtung so, dass die Spitze des Prüfkörpers in Kontakt mit der Dura mater (auf der Mittellinie des Rückenmarks), an der Verbindung zwischen THX und ThXI (Figur 9) . ANMERKUNG: Diese Ebene sollte bis zur Mitte des Segments der Wirbelsäule mit dem Ultraschallgerät beobachteten entsprechen. Der Stürmer und der Körper des Schlagkörpers sind 8 mm Durchmesser. Die Spitze des Stoßkörpers, der die Verletzung generieren wird, ist 3 mm Durchmesser. </li><li> Legen Sie die Stürmer der Schlagvorrichtung auf einen 10 cm hohen Position. Induzieren die experimentellen SCI durch Lösen der Stürmer der Schlagvorrichtung. Der Stürmer fällt und gibt the Impaktor, Verletzungen des Rückenmarks. Das Maß impaction liefert ein schlag entspricht einem 10 g Gewicht fiel aus einer Höhe von 10 cm. </li></ol> 8. Beurteilung der SCBF 5 min Post-SCI <ol><li> Wiederholen Sie die in Abschnitt 6 (Bewertung der SCBF) beschriebenen Schritte. Die Mikrobläschen nicht in der Lage, durch die beschädigte Mikrogefäßsystems und der Schädigung Epizentrum passieren wird dunkel bleiben (Abbildung 10). </li></ol> 9. Tieropfer <ol><li> Euthanize das Tier mit intraperitonealen tödliche Injektion von Pentobarbital (100 mg). </li></ol> 10. Die Quantifizierung der SCBF von Offline-Analyse <ol><li> Starten Sie den Ultra Extend Software für die Quantifizierung (auf Ultraschallgerät) eingesetzt. Wählen Sie &quot;Datei&quot; und wählen Sie dann zuvor gespeicherte Rohdaten, und öffnen Sie die zugehörigen Dateien. Aktivieren Sie die &quot;Quantifizierung Modus&quot; durch Drücken (Auswahl) die Taste &quot;Chi Q&quot;. Select &quot;Set ROI&quot; (Taste) und wählen Sie die Kreisform. </li><li> Wählen Sie &quot;ROI zeichnen&quot; (Schaltfläche) und zeichnen sieben benachbarten kreisförmigen Regionen von Interesse (ROI) auf das Rückenmark (Abbildung 11). Öffnen Sie das Menü &quot;Fitting&quot; und wählen Sie die Funktion &quot;Kurvenwert&quot;. Beachten Sie die Software Darstellung mehrerer Kurven, die jeweils auf die Veränderungen der Mikrobläschen-Konzentration innerhalb einer ROI entspricht. HINWEIS: Jede Kurve einen &quot;Perfusions-deperfusion&quot; Profil hat. Die erste Phase der Kurve ist flach und entspricht dem Zeitraum vor der Ankunft der Mikrobläschen. In der zweiten Phase die Konzentration von Mikroblasen schneller ansteigt als Ergebnis der Infusion. In der dritten Phase, die, wenn die Infusion beendet ist beginnt die Konzentration von Mikrobläschen fortschreitend abnimmt, wenn sie in den Blutkreislauf disintegratse. </li><li> Legen Sie die erste vertikale Linie zu Beginn der zweiten Phase der cUrve und wählen Sie &quot;SET&quot;. Dies informiert die Software, wo die Analyse zu beginnen. </li><li> Legen Sie die zweite senkrechte Linie an das Ende der Aufnahme und nochmals wählen Sie &quot;SET&quot;. Dies informiert die Software, wo die Analyse zu stoppen. </li><li> Schauen Sie sich im Menü &quot;CV&quot; und notieren Sie die &quot;AUC&quot; Wert, der an die &quot;Fläche unter der Kurve&quot; analysiert entspricht. Dieser Wert ist proportional zur SCBF innerhalb der entsprechenden ROI. </li></ol>

<ol><li>Cadotte, D. W., Fehlings, M. G. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Spinal+cord+injury%3A+a+systematic+review+of+current+treatment+options%5BTitle%5D)+AND+%22Clin+Orthop+Relat+Res%22%5BJournal%5D)">Spinal cord injury: a systematic review of current treatment options.</a> Clin Orthop Relat Res. 469 (3), 732-741 (2011).</li>
<li>Beattie, M. S., Farooqui, A. A., Bresnahan, J. C. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Review+of+current+evidence+for+apoptosis+after+spinal+cord+injury%5BTitle%5D)+AND+%22J+Neurotrauma%22%5BJournal%5D)">Review of current evidence for apoptosis after spinal cord injury.</a> J Neurotrauma. 17 (10), 915-925 (2000).</li>
<li>MacDonald, J. W., Sadowsky, C. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Spinal-cord+injury%5BTitle%5D)+AND+%22Lancet%22%5BJournal%5D)">Spinal-cord injury.</a> Lancet. 359 (9304), 417-425 (2002).</li>
<li>Mautes, A. E., Weinzierl, M. R., Donovan, F., Noble, L. J. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Vascular+events+after+spinal+cord+injury%3A+contribution+to+secondary+pathogenesis%5BTitle%5D)+AND+%22Phys+Ther%22%5BJournal%5D)">Vascular events after spinal cord injury: contribution to secondary pathogenesis.</a> Phys Ther. 80 (7), 673-687 (2000).</li>
<li>Martirosyan, N. L., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Blood+supply+and+vascular+reactivity+of+the+spinal+cord+under+normal+and+pathological+conditions%5BTitle%5D)+AND+%22J+Neurosurg+Spine%22%5BJournal%5D)">Blood supply and vascular reactivity of the spinal cord under normal and pathological conditions.</a> J Neurosurg Spine. 15 (3), 238-251 (2011).</li>
<li>Blight, A. R. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Cellular+morphology+of+chronic+spinal+cord+injury+in+the+cat%3A+analysis+of+myelinated+axons+by+line-sampling%5BTitle%5D)+AND+%22Neuroscience%22%5BJournal%5D)">Cellular morphology of chronic spinal cord injury in the cat: analysis of myelinated axons by line-sampling.</a> Neuroscience. 10 (2), 521-543 (1983).</li>
<li>Bassingthwaighte, J. B., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Validity+of+microsphere+depositions+for+regional+myocardial+flows%5BTitle%5D)+AND+%22Am+J+Physiol%22%5BJournal%5D)">Validity of microsphere depositions for regional myocardial flows.</a> Am J Physiol. 253 (1 Pt 2), H184-H193 (1987).</li>
<li>Drescher, W. R., Weigert, K. P., Bunger, M. H., Hansen, E. S., Bunger, C. E. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Spinal+blood+flow+in+24-hour+megadose+glucocorticoid+treatment+in+awake+pigs%5BTitle%5D)+AND+%22J+Neurosurg%22%5BJournal%5D)">Spinal blood flow in 24-hour megadose glucocorticoid treatment in awake pigs.</a> J Neurosurg. 99 (3 Suppl), 286-290 (2003).</li>
<li>Golanov, E. V., Reis, D. J. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Contribution+of+oxygen-sensitive+neurons+of+the+rostral+ventrolateral+medulla+to+hypoxic+cerebral+vasodilatation+in+the+rat%5BTitle%5D)+AND+%22J+Physiol%22%5BJournal%5D)">Contribution of oxygen-sensitive neurons of the rostral ventrolateral medulla to hypoxic cerebral vasodilatation in the rat.</a> J Physiol. 495 (Pt 1), 201-216 (1996).</li>
<li>Ueda, Y., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Influence+on+spinal+cord+blood+flow+and+function+by+interruption+of+bilateral+segmental+arteries+at+up+to+three+levels%3A+experimental+study+in+dogs%29%5BTitle%5D)+AND+%22Spine+%28Phila+Pa+1976%29%22%5BJournal%5D)">Influence on spinal cord blood flow and function by interruption of bilateral segmental arteries at up to three levels: experimental study in dogs).</a> Spine (Phila Pa 1976). 30 (20), 2239-2243 (2005).</li>
<li>Carlson, G. D., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Sustained+spinal+cord+compression%3A+part+II%3A+effect+of+methylprednisolone+on+regional+blood+flow+and+recovery+of+somatosensory+evoked+potentials%29%5BTitle%5D)+AND+%22J+Bone+Joint+Surg+Am%22%5BJournal%5D)">Sustained spinal cord compression: part II: effect of methylprednisolone on regional blood flow and recovery of somatosensory evoked potentials).</a> J Bone Joint Surg Am. 85-A (1), 95-101 (2003).</li>
<li>Hamamoto, Y., Ogata, T., Morino, T., Hino, M., Yamamoto, H. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Real-time+direct+measurement+of+spinal+cord+blood+flow+at+the+site+of+compression%3A+relationship+between+blood+flow+recovery+and+motor+deficiency+in+spinal+cord+injury%5BTitle%5D)+AND+%22Spine+%28Phila+Pa+1976%29%22%5BJournal%5D)">Real-time direct measurement of spinal cord blood flow at the site of compression: relationship between blood flow recovery and motor deficiency in spinal cord injury.</a> Spine (Phila Pa 1976). 32 (18), 1955-1962 (2007).</li>
<li>Horn, E. M., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((The+effects+of+intrathecal+hypotension+on+tissue+perfusion+and+pathophysiological+outcome+after+acute+spinal+cord+injury%29%5BTitle%5D)+AND+%22Neurosurg+Focus%22%5BJournal%5D)">The effects of intrathecal hypotension on tissue perfusion and pathophysiological outcome after acute spinal cord injury).</a> Neurosurg Focus. 25 (5), E12(2008).</li>
<li>Phillips, J. P., George, K. J., Kyriacou, P. A., Langford, R. M. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Investigation+of+photoplethysmographic+changes+using+a+static+compression+model+of+spinal+cord+injury%5BTitle%5D)+AND+%22Conf+Proc+IEEE+Eng+Med+Biol+Soc%22%5BJournal%5D)">Investigation of photoplethysmographic changes using a static compression model of spinal cord injury.</a> Conf Proc IEEE Eng Med Biol Soc. 2009, 1493-1496 (2009).</li>
<li>Phillips, J. P., George, K. J., Kyriacou, P. A., Langford, R. M. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Investigation+of+photoplethysmographic+changes+using+a+static+compression+model+of+spinal+cord+injury%5BTitle%5D)+AND+%22Conf+Proc+IEEE+Eng+Med+Biol+Soc%22%5BJournal%5D)">Investigation of photoplethysmographic changes using a static compression model of spinal cord injury.</a> Conf Proc IEEE Eng Med Biol Soc. 2009, 1493-1496 (2009).</li>
<li>Ishikawa, M., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Platelet+adhesion+and+arteriolar+dilation+in+the+photothrombosis%3A+observation+with+the+rat+closed+cranial+and+spinal+windows%5BTitle%5D)+AND+%22J+Neurol+Sci%22%5BJournal%5D)">Platelet adhesion and arteriolar dilation in the photothrombosis: observation with the rat closed cranial and spinal windows.</a> J Neurol Sci. 194 (1), 59-69 (2002).</li>
<li>Soubeyrand, M., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Real-time+and+spatial+quantification+using+contrast-enhanced+ultrasonography+of+spinal+cord+perfusion+during+experimental+spinal+cord+injury%5BTitle%5D)+AND+%22Spine+%28Phila+Pa+1976%29%22%5BJournal%5D)">Real-time and spatial quantification using contrast-enhanced ultrasonography of spinal cord perfusion during experimental spinal cord injury.</a> Spine (Phila Pa 1976). 37 (22), E1376-E1382 (1976).</li>
<li>Huang, L., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Quantitative+assessment+of+spinal+cord+perfusion+by+using+contrast-enhanced+ultrasound+in+a+porcine+model+with+acute+spinal+cord+contusion%29%5BTitle%5D)+AND+%22Spinal+Cord%22%5BJournal%5D)">Quantitative assessment of spinal cord perfusion by using contrast-enhanced ultrasound in a porcine model with acute spinal cord contusion).</a> Spinal Cord. 51 (3), 196-201 (2012).</li>
<li>Postema, M., Gilja, O. H. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Contrast-enhanced+and+targeted+ultrasound%5BTitle%5D)+AND+%22World+J+Gastroenterol%22%5BJournal%5D)">Contrast-enhanced and targeted ultrasound.</a> World J Gastroenterol. 17 (1), 28-41 (2011).</li>
<li>Soubeyrand, M., Badner, A., Vawda, R., Chung, Y. S., Fehlings, M. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Very+High+Resolution+Ultrasound+Imaging+for+Real-Time+Quantitative+Visualisation+of+Vascular+Disruption+After+Spinal+Cord+Injury%5BTitle%5D)+AND+%22J+Neurotrauma%22%5BJournal%5D)">Very High Resolution Ultrasound Imaging for Real-Time Quantitative Visualisation of Vascular Disruption After Spinal Cord Injury.</a> J Neurotrauma. , (2014).</li>
<li>Akhtar, A. Z., Pippin, J. J., Sandusky, C. B. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Animal+models+in+spinal+cord+injury%3A+a+review%5BTitle%5D)+AND+%22Rev+Neurosci%22%5BJournal%5D)">Animal models in spinal cord injury: a review.</a> Rev Neurosci. 19 (1), 47-60 (2008).</li>
</ol>

Die Autoren erklären, dass sie keinen konkurrierenden finanziellen Interessenkonflikt haben. Das Ultraschallgerät wurde freundlicherweise von der Firma Toshiba France zur Verfügung gestellt. Die Vueject-Pumpe wurde freundlicherweise von der Firma Bracco France zur Verfügung gestellt.

Zwar haben wir beschrieben, wie man CEU in einem Ratten-SCI Prellung Modell verwenden, kann dieses Protokoll geändert, um andere experimentelle Ziele oder SCI-Modellen passen. Wir haben uns entschieden, SCBF nur an zwei Zeitpunkten zu messen (vor Verletzungen und 15 Minuten nach der SCI), jedoch ist die Anzahl der Zeitpunkte und die Verzögerung zwischen SCBF Messungen angepasst werden, um die Bedürfnisse der anderen Studien erfüllen. Beispielsweise in unserer früheren Arbeit 17, haben wir SCBF an fünf aufeina...

Traumatische Rückenmarksverletzungen (SCI) ist eine verheerende Zustand führt zu erheblichen Beeinträchtigungen in motorischen, sensorischen und autonomen Funktionen. Bisher wurde noch keine Therapie seiner Effizienz bei Patienten nachgewiesen. Für solche Grund ist es wichtig, neue Techniken, die die Bewertung der potenziellen Behandlungen zu verbessern und kann weiter aufzuklären Verletzungen pathiophysiology 1 zu identifizieren. SCI ist in zwei aufeinanderfolgenden Phasen unterteilt, die als primäre und sekundäre Verletzungen. Der primäre Verletzung entspricht der Ausgangs mechanische Beleidigung. Die sekundäre Verletzungen Gruppen eine Kaskade von verschiedenen biologischen Ereignisse (wie Entzündung, oxidativer Stress und Hypoxie), die auf die fortschreitende Expansion des ursprünglichen Läsion, Gewebeschäden und damit neurologisches Defizit 2,3 beizutragen. Bei der akuten Phase der SCI werden neuroprotektive Therapien zur Verringerung der Sekundärverletzung Pathologie und sh gerichtetOuld entsprechend verbessern neurologischen Folgen. Unter den vielen sekundären Verletzungen Ereignisse, spielt eine entscheidende Rolle Ischämie 4,5. Auf der Ebene des SCI Epizentrum, die beschädigten parenchymal Mikrogefäßen behindern effektive Rückenmark Blutfluss (SCBF). Außerdem SCBF wird ebenfalls deutlich in der Region rund um das Epizentrum Verletzungen, einen Bereich speziell als &quot;ischämischen Penumbra Zone&quot; bekannt reduziert. Wenn SCBF nicht schnell in diesen Regionen wieder hergestellt werden kann, um Ischämie Zusatz parenchymal Nekrose und weitere Nervenschäden Gewebes führen. Als auch nur die geringste Gewebekonservierung kann erhebliche Auswirkungen Funktion haben, ist es von großem Interesse, um Medikamente und Therapien, die Ischämie post-SCI zu reduzieren entwickeln. Um dieses Phänomen zu markieren, hat früheren Arbeiten, dass die Erhaltung der nur 10% der markhaltigen Axonen gezeigt war genug, um zu Fuß in Katzen erlauben post-SCI 6. Obwohl mehrere Techniken beschrieben worden, um SCBF, die beurteileny alle haben erhebliche Einschränkungen. Zum Beispiel kann die Verwendung von radioaktiven Mikrosphären 7,8 und C14- iodopyrine Autoradiographie 9 erfordert nachfolgende Tieropfer und kann nicht zu späteren Zeitpunkten wiederholt werden. Die Wasserstoff-Clearance-Technik 10 ist abhängig von der Einfügung intraspinal Elektroden, die weiter beschädigen können das Rückenmark. Während Laser-Doppler-Bildgebung, Photoplethysmographie 14,15 und in-vivo-Lichtmikroskopie 16 haben eine sehr begrenzte Tiefe / Bereich der Messung 11-13. Unser Team hat bereits gezeigt, dass kontrastverstärkten Ultraschall (CEU) Bildgebung verwendet werden, um in Echtzeit zu bewerten und in-vivo die SCBF Veränderungen in der Rattenrückenmark Parenchym 17. Es ist wichtig anzumerken, dass eine ähnliche Technik wurde von Huang et al aufgetragen. In einem Schweinemodell SCI 18. CEU legt eine spezifische Form der Ultraschall-Bildgebung, die in Graustufen morphologischen im verknüpfen erlaubtAlter (nach dem herkömmlichen B-Modus erhalten wird) mit der räumlichen Verteilung der Blutfluss 19. Die SCBF Bildgebung und Quantifizierung beruht auf intravaskuläre Injektion von Echokontrastmittel. Das Kontrastmittel besteht aus Schwefelhexafluorid Mikrobläschen gebildet (mittlerer Durchmesser von etwa 2,5 um und 90% mit einem Durchmesser von weniger als 6 &amp; mgr; m), die durch Phospholipide stabilisierte. Die Mikrobläschen reflektieren die Ultraschallstrahl durch die Sonde somit eine Verbesserung Blut Echogenität und Kontrasterhöhung der Gewebe entsprechend ihrer Blutfluss emittiert. Es ist daher möglich, den Blutfluss in einem bestimmten interessierenden Bereich entsprechend der Intensität des reflektierten Signals zu beurteilen. Die Mikrobläschen sind auch sicher und sie sind klinisch beim Menschen angewendet. Die Schwefelhexafluorid wird schnell abgeräumt (mittlere terminale Halbwertszeit beträgt 12 min) und mehr als 80% der verabreichten Schwefelhexafluorid wird in der ausgeatmeten Luft innerhalb von 2 Minuten nach der Injektion gewonnen. Dieses Protokoll bietet eine einfache Möglichkeit, um im CEU verwendenAging auf SCBF Änderungen Ratte zu bewerten.

<table><tbody><tr><td>Externer Fixateur Hoffman 3</td><td>Stryker, Kalamazoo, USA</td><td></td><td>Modulares System zum Bau des maßgefertigten 3D-Rahmens und des Gelenkarms, der die Ultraschallsonde hält</td></tr><tr><td>Toshiba Applio</td><td>Toshiba, Tokio, Japan</td><td></td><td>Ultraschallgerät</td></tr><tr><td>Sonovue</td><td>Bracco, Mailand, Italien</td><td></td><td>Kontrastmittel: Mikrobläschen</td></tr><tr><td>Vueject-Pumpe</td><td>Bracco, Mailand, Italien</td><td></td><td>Elektrische Pumpe zur Infusion von Mikrobläschen-Bolus</td></tr><tr><td>Aquasonic Ultraschallgel</td><td>Parker Laboratories, Fairfield, NJ, USA</td><td></td><td>Ultraschallgel zur Übertragung der Ultraschallwellen</td></tr><tr><td>Isovet</td><td>Piramal Healthcare, Mumbai, Indien</td><td></td><td>Isofluran für die Anästhesie</td></tr><tr><td>Ultra Extend</td><td>Toshiba, Tokio, Japan</td><td></td><td>Software zur Quantifizierung des Blutflusses</td></tr> <tr><td>im RückenmarkMastercraft Fünfteiliges Mini-Zangen-Set, Produkt #58-4788-6</td><td>Canadian Tire, Toronto, Kanada</td><td></td><td>Zangenset für Heimwerkerarbeiten</td></tr></tbody></table>

kontrastverstärkten ultraschall-bildgebung zur beurteilung der spinal cord blood flow in experimental rückenmark-verletzung

Contrast Enhanced Ultrasound Imaging for Assessment of Spinal Cord Blood Flow in Experimental Spinal Cord Injury

Reduziert Rückenmark Blutfluss (SCBF) (dh Ischämie) spielt eine Schlüsselrolle bei der traumatischen Rückenmarksverletzungen (SCI) Pathophysiologie und ist daher ein wichtiges Ziel für neuroprotektive Therapien. Obwohl mehrere Techniken beschrieben worden, um SCBF bewerten, sie haben alle signifikante Einschränkungen. Um letzteres zu überwinden, schlagen wir die Verwendung von Echtzeit-kontrastverstärkten Ultraschall-Bildgebung (CEU). Hier beschreiben wir die Anwendung dieser Technik in einem Rattenmodell der Prellung SCI. A Jugularkatheter zunächst für die wiederholte Injektion von Kontrastmittel, einer Natriumchloridlösung von Schwefelhexafluorid eingekapselten Mikrobläschen implantiert. Der Dorn wird dann mit einem maßgeschneiderten 3D-Rahmen stabilisiert und das Rückenmark Dura mater durch eine Laminektomie bei THIX-ThXII belichtet. Die Ultraschallsonde wird dann an der Hinterseite der Dura mater (mit Ultraschall Gel beschichtet) positioniert ist. Zum Ausgangswert SCBF, eine einzelne intravenöse Injektion (400 ul) contra bewertenst Mittel angelegt wird, um seinen Durchgang durch die intakte Rückenmarks microvasculature aufzuzeichnen. Ein Gewichtsfangvorrichtung wird anschließend verwendet, um eine reproduzierbare experimentelle Quetschung Modell SCI generieren. Kontrastmittel wieder injiziert 15 Minuten nach der Verletzung, um post-SCI SCBF Veränderungen zu beurteilen. CEU ermöglicht die Echtzeit und in-vivo-Bewertung der SCBF Veränderungen nach SCI. In der unverletzten Tier zeigte Ultraschall-Bildgebung ungleichmäßige Blutfluss entlang der intakten Rückenmark. Außerdem, 15 min post-SCI, gab es kritische Ischämie auf der Ebene des Epizentrums während SCBF blieb in den abgelegeneren Gebieten intakt bewahrt. In den Bereichen neben dem Mittelpunkt (beide rostral und kaudalen) SCBF signifikant reduziert wurde. Dies entspricht dem vorher beschriebenen &quot;ischämischen Penumbra zone&quot;. Dieses Tool ist von großem Interesse für die Beurteilung der Auswirkungen von Therapien zur Begrenzung Ischämie und die resultierende Gewebsnekrose im Anschluss an SCI ausgerichtet.

Mit der vorstehend beschriebenen Protokoll ist es möglich, die SCBF entlang einer longitudinalen Rückenmarks sagittalen Segment zuzuordnen. Im intakten Rückenmark scheint es SCBF Unregelmäßigkeiten im Parenchym (Figur 12) sein. Dies kann durch die variable Verteilung der radiculo-medullären Arterien (RMA) von einem Tier zum anderen erläutert. RMA bezieht sich auf Arterien, die vorderen Rückenmarkarterie (ASA) zu erreichen und bieten somit die Blutversorgung des Rückenmarks P...

Kontrastverstärkte Ultraschallbildgebung ist ein zuverlässiges In-vivo-Werkzeug zur Quantifizierung des Blutflusses des Rückenmarks in einem experimentellen Modell für Rückenmarksverletzungen von Ratten. Diese Arbeit enthält ein umfassendes Protokoll für die Anwendung dieser Technik in Verbindung mit einem Kontusionsmodell der thorakalen Rückenmarksverletzung.

Kontrastverstärkten Ultraschall-Bildgebung zur Beurteilung der Spinal Cord Blood Flow in Experimental Rückenmark-Verletzung

Reduced spinal cord blood flow (SCBF) (i.e., ischemia) plays a key role in traumatic spinal cord injury (SCI) pathophysiology and is accordingly an ...

Das übergeordnete Ziel dieses Verfahrens besteht darin, die Durchblutung des Rückenmarks oder SCBF zu beurteilen. Dies wird erreicht, indem zunächst ein Katheter in die Vena jugularis einer Ratte eingeführt wird. Anschließend wird das Tier in einem Versuchsrahmen stabilisiert, eine Laminektomie durchgeführt und die Ultraschallsonde positioniert.Es wird dann ein Kontrastmittel hergestellt und die Durchblutung des intakten Rückenmarks durch Injektion von Mikrobläschen beurteilt, anschließend erfolgt eine experimentelle Rückenmarksverletzung, gefolgt von einer zweiten Injektion von Mikrobläschen zur Beurteilung der Durchblutung im verletzten Rückenmark. Letztendlich wird Ultraschall verwendet, um Veränderungen der Durchblutung als Folge einer Rückenmarksverletzung darzustellen. Der Hauptvorteil dieser Technik gegenüber bestehenden Methoden wie Laser-Doppler besteht darin, dass sie eine in-vivo-zeitliche und räumliche Quantifizierung der Rückenmarksdurchblutung ermöglicht und gleichzeitig eine morphologische Beurteilung des Rückenmarkparenchyms liefert.Nachdem die Instrumente, Reagenzien, der 3D-Rahmen und die Gewichtsfallevorrichtung vorbereitet wurden und das Tier gemäß dem Textproto

contrast-enhanced-ultrasound-imaging-for-assessment-spinal-cord-blood

Research

Forschung

JoVE Journal

Medicine

Medizin

Quelle: Zheng, W. et. al., Diffusion Tensor Magnetic Resonance Imaging in Chronic Spinal Cord Compression. J. Vis. Exp. (2019)Dieses Video zeigt die Diffusions-Tensor-Bildgebung bei der Beurteilung der chronischen Rückenmarkskompression. Durch die Analyse von Wasserdiffusionsmustern, fraktionaler Anisotropie und scheinbaren Diffusionskoeffizienten zeigen die Ergebnisse axonale Schäden in komprimierten Regionen. Die Ergebnisse bieten wichtige Einblicke in die Pathologie des Rückenmarks und die...

Beurteilung der Rückenmarkskompression mit Hilfe der Diffusions-Tensor-Bildgebung

Das Ziel dieses Protokolls ist es, eine qualitativ hochwertige diffusionsgewichtete Magnetresonanztomographie (DWI) des Rückenmarks von Ratten für die nicht-invasive Charakterisierung der Gewebemikrostruktur zu erhalten. Dieses Protokoll beschreibt Optimierungen der MRT-Sequenz, der Hochfrequenzspule und der Analysemethoden, um Artefaktfreie DWI-Bilder zu ermöglichen.

Diffusionsbildgebung in der Ratte Halsmark

Photothrombose ist ein minimalinvasives und hochgradig reproduzierbares Verfahren zur Induktion einer fokalen Ischämie im Rückenmark und dient als Modell für Rückenmarksverletzungen bei Mäusen.

Photothrombosis induzierte fokale Ischämie als ein Modell der Rückenmarksverletzungen in Mäusen

Hier präsentieren wir Ihnen eine Kombination aus Laser-Doppler-Perfusion imaging (LDPI) und Laser Doppler Perfusion Überwachung (LDPM) Wirbelsäule Messen lokale Blut fließt und der Sauerstoffsättigung (SO2), sowie ein standardisiertes Verfahren für die Einführung von Rückenmark Schnur Trauma auf Ratte.

Mittels Laser-Doppler Imaging und Überwachung, Rückenmark Mikrozirkulation in der Ratte zu analysieren

Wir stellen eine in-Vivo imaging-Verfahren unter Verwendung von zwei unterschiedlichen Fluoreszenzfarbstoffen, um dynamische Wirbelsäule Gefäßveränderungen nach contusive Rückenmarksverletzungen bei Erwachsenen Sprague-Dawley Ratten zu verfolgen.

Eine In Vivo Duo-Farbe-Methode für Imaging-vaskuläre Dynamik nach Contusive Spinal Cord Injury

Die Mikrozirkulation des Rückenmarks spielt eine zentrale Rolle bei Rückenmarksverletzungen. Die meisten Methoden erlauben keine Echtzeitbewertung der Mikrozirkulation des Rückenmarks, die für die Entwicklung von mikrozirkulationsorientierten Therapien unerlässlich ist. Hier schlagen wir ein Protokoll unter Verwendung von Laser-Doppler-Flow-Nadelsonden in einem großen Tiermodell der Ischämie / Reperfusion vor.

Echtzeit-Beurteilung der Rückenmarksmikroperfusion in einem Schweinemodell der Ischämie/Reperfusion

Die Störung der Blut-Rückenmark-Schranke (BSCB) kann durch die intravenöse Verabreichung von Mikrobläschen und die Anwendung von fokussiertem Ultraschall niedriger Intensität (LIFU) erfolgreich erreicht werden. Dieses Protokoll beschreibt die Eröffnung des BSCB unter Verwendung von LIFU in einem Nagetiermodell, einschließlich der Einrichtung der Ausrüstung, der Mikroblaseninjektion, der Ziellokalisierung und der Visualisierung der BSCB-Störung.

Störung der Blut-Rückenmark-Schranke mittels fokussiertem Ultraschall niedriger Intensität im Rattenmodell

Wir beschreiben zwei taktilen sensorischen Prüfmethoden für akute oder chronische Perioden von Rückenmarksverletzungen bei Ratten. Diese validierten Verfahren kann erkennen, die Entwicklung und Wartung von Allodynie-ähnliche Empfindungen.

Akute und chronische taktile Sensorische Testung nach Verletzungen des Rückenmarks bei der Ratte

Ein Modell der Quetschung schweren Verletzungen des Rückenmarks beschrieben. Detaillierte präoperative, operative und postoperative Schritte beschrieben, um ein konsistentes Modell zu erhalten.

Eine Prellung Model of Severe Spinal Cord Injury in Rats

Der Zweck dieser Veröffentlichung ist es, unsere ursprüngliche Arbeit auf einem Multi-Muskel Oberfläche elektromyographischen Ansatz präsentieren quantitativ zu charakterisieren Atemmuskulatur Aktivierungsmuster bei Personen mit chronischen Verletzungen des Rückenmarks mit Vektor-basierte Analyse.

Auswertung der Respiratory Muscle Activation Mit Respiratory Motor Control Assessment (RMCA) bei Personen mit chronischen Spinal Cord Injury

Erfahren Sie, wie kontrastverstärkte Ultraschall-Bildgebung den Blutfluss im Rückenmark bei Ratten mit experimenteller Rückenmarkverletzung quantifiziert. Diese Methode ermöglicht die in-vivo-Analyse von Durchblutungsänderungen.

Kontrastverstärkten Ultraschall-Bildgebung zur Beurteilung der Spinal Cord Blood Flow in Experimental Rückenmark-Verletzung

Weitere Videos entdecken