Magnetresonanzgesteuerte Stereotaxie für Infusionen ins Schweinehirn

Hier erweitern wir die Anwendung der MR-gesteuerten Stereotaxie auf das Schweinegehirn, um die Verteilung eines Infusionsmittels zu verabreichen und zu überwachen. Die Größe des Schweinegehirns ermöglicht bildgebende und neurochirurgische Eingriffe, die translational sind. Wir verwenden das Schweinemodell für die MRT-gesteuerte stereotaktische Injektion in einem 3T-MRT-Raum.

Wir berichten visuell über die Implementierung des stereotaktischen Verfahrens bei Schweinen und beschreiben die Anpassungen der MRT-Suite an das Schwein, visualisieren das Verfahren sowohl in der Video- als auch in der gleichzeitigen MRT-Bildgebung, um die Infusatverteilung zu bewerten. Positionierung der Tiere. Legen Sie ein Subjekt in die MRT-Tabelle, um sich auf die MRT-Untersuchung vorzubereiten.

Heben Sie den Oberkörper mit Handtüchern und Schaumstoffpolstern an. Ziel ist es, dass der Kopf leicht nach unten fällt, der Hals gebeugt ist und die Schnauze fast den Tisch berührt. Die MRT-Kopfhalterstifte wurden auf dem beidseitigen Jochbein verankert, um den Kopf auf dem MRT-Tisch zu halten.

Nach dem Einstellen wird der MRT-Tisch in die Bohrung des Scanners geschoben, bis der Kopf des Probanden das Ende der Bohrung erreicht. Planung des chirurgischen Einsetzens mit MRT-gestützter Visualisierungsführung. Bereiten Sie den Bereich steril vor.

Platzieren Sie das Passerplanungsgitter auf der Kopfhaut des Probanden, indem Sie die Klebeseite des Gitters über dem Kopf des Patienten befestigen, zentriert um die Stelle, an der sich das Bohrloch befindet. Führen Sie den MRT-Scout-Scan mit dem eingestellten Raster durch. Passen Sie die vorgeschlagene Trajektorie, einschließlich der gewünschten Ein- und Zielpunkte, an, indem Sie die projizierten Eintritts- und Zielpunkte in der Software manuell ziehen, um Blutgefäße zu vermeiden und Peel- und Sulkalüberschreitungen zu minimieren.

Sobald die gewünschte Flugbahn anhand der Präferenz des Chirurgen identifiziert wurde, führen Sie die MR-Leitsoftware aus, um den Eintrittspunkt im Raster zu finden. Sicherung des stereotaktischen Rahmens und iterative Anpassung der Ausrichtung durch Softwareprojektion. Montieren Sie den stereotaktischen Rahmen um die gewünschten Einstiegspunktkoordinaten auf dem Gitter, indem Sie zuerst die Basis mit sechs knochenverankerten Schrauben und vier versetzten Schrauben sichern.

Befestigen Sie die sechs knochenverankerten Schrauben am Schädel über dem Gitter durch die Kopfhaut. Die sechs Ankerschrauben dienen zur Stabilisierung des stereotaktischen Rahmens und zur Vermeidung von Bewegungen beim Bohren. Befestigen Sie die vier versetzten Schrauben, die sich an der Basis des Turms befinden, durch die Haut, die am Schädel verankert ist.

Sie wirken als Gegenkraft, um die mittleren Knochenschrauben anzuziehen, indem sie den Rahmenfuß an die Mittelschrauben anheben und den Boden stabilisieren. Sobald die stereotaktische Rahmenbasis gesichert ist, fahren Sie mit der Rahmenmontage fort. Führen Sie den hochauflösenden, T1-gewichteten MP-RAGE-MRT-Scan, eine Option in der MRT-Software, durch, wobei der Rahmen eingestellt ist, um die Rahmenpasserdaten zu erfassen und die Flugbahn zu bestätigen.

Bestätigen Sie die gewünschte projizierte Kanüleneinführungsbahn mit der Software. Führen Sie die Pitch-, Roll- und XY-Einstellungen durch, indem Sie die Rändelräder drehen, wie in den Ausgangseinstellungsparametern in der Software angegeben. Messen Sie mit der MR-Führungssoftware die Dicke des Schädels der gewünschten Flugbahn und die Gesamtentfernung zum Gehirn.

Bohren und Einführen der Kanüle für die Infusion. Verwenden Sie ein Jodpeeling, bevor Sie den Schnitt durchführen, um eine Infektion zu verhindern. Machen Sie einen drei Zentimeter langen Schnitt auf der Kopfhaut mit einem Skalpell unter dem stereotaktischen Rahmen.

Richten Sie den Rahmen für das Einsetzen des Bohrers ein, indem Sie die Anpassungen vor dem Erzeugen der Zugangsbohrung vornehmen. Entfernen Sie das mittlere Führungsrohr und ersetzen Sie es durch dasjenige, in das ein 3,4-Millimeter-Bohrer zum Bohren passt. Stellen Sie sicher, dass ein Assistent anwesend ist, um den Rahmen an Ort und Stelle zu halten, während der Chirurg mit dem manuellen Bohrer bohrt, um dem Rahmen zusätzliche Stabilität zu verleihen.

Richten Sie den Rahmen für das zweite Bohrereinsetzen ein, um das Gratloch zu verbreitern und Boney-Kollisionen zu vermeiden, die die Flugbahn verändern können. Stellen Sie den Bohrer mit dem 4,5-Millimeter-Bohrer ein. Ersetzen Sie die Mittelführung durch diejenige, die zu diesem größeren Bohrer passt.

Erstellen Sie ein 4,5-Millimeter-Bohrloch. Durchstechen Sie die Dura mit einem scharfen Stilett. Setzen Sie die vorvorbereitete, rahmenkompatible Infusionskanüle ein.

Bitte stellen Sie sicher, dass die Kanüle einen konstanten neutralen oder positiven Gegendruck aufweist, um Luftblasen zu vermeiden. Die Software verleiht dem geplanten Ziel eine bestimmte Tiefe. Messen Sie die Tiefe auf der stereotaktischen rahmenkompatiblen Infusionskanüle und verwenden Sie den kanülenassoziierten Tiefenanschlag.

Überwachung der Infusion mit wiederholten MRT-Scans. Beginnen Sie die Infusion des gewünschten Mittels als Co-Infusion mit einem Kontrastmittel auf Gadoliniumbasis. Führen Sie in regelmäßigen Zeitabständen eine MRT-Untersuchung durch, um die Infusion und das Verteilungsvolumen des in die Kanüle eingeführten Mittels im Gehirn zu überwachen, was aufgrund der gleichzeitigen Infusion von Gadolinium abgeleitet werden kann.

Ein hyperintensiver Bereich um die Kanülenspitze zeigt das Vorhandensein des Gadolinium-basierten Kontrastmittels an. Sobald die Infusion beendet ist, stoppen Sie die Pumpe. Lassen Sie die Kanüle nach Beendigung der Infusion fünf Minuten im Gehirn verbleiben, bevor Sie die Kanüle entfernen.

Die Position des Schweins im MRT-Scanner bietet dem Chirurgen einen optimalen Zugang zur Operation und die Freigabe für den stereotaktischen Rahmen und die Infusionskanüle. Die MRT-gestützte Visualisierung ermöglicht eine präzise Planung und das Einführen einer Kanüle in das Gehirn. Der stereotaktische Rahmen wird in der Software gescannt und so eingestellt, dass er die gewünschte Position erreicht.

Iterative interoperative MRT-Scans nach der Kanüleninfusion zeigen, wie die Infusion an das Hirngewebe abgegeben wird. Der stereotaktische Rahmen ermöglicht eine präzise und kontrollierte Infusion in Schweinegehirnmodelle. Mit diesem Protokoll haben wir festgestellt, dass Parameter wie die Infusionsrate oder die Genauigkeit der Kanüleneinführung in Echtzeit geändert oder pausiert werden können, wie es die intraprozedurale Bildgebung vorgibt.

Das Echtzeit-MRT-Bildgebungssystem ermöglicht eine genaue Bestimmung des Verteilungsvolumens. Schweine, als große Tiermodelle für Infusionen, die in Echtzeit MRT verfolgt werden, bieten die Möglichkeit, die Medikamentenabgabe an das Gehirn mit Zellabgabe und anderen Wirkstoffen von translationalem Wert zu untersuchen. Die MR-gestützte Visualisierung bietet Echtzeit-Anleitungen für den Zugriff auf das Schweinegehirn, das Einführen der Kanüle und die Überwachung des Infusionsmittels.

Es wurde berichtet, dass der Bohrprozess, die Verformung des Gewebes und / oder die Störung der Bahnen der weißen Substanz zu Schwierigkeiten und zur Abgabe von Wirkstoffen an das Gehirn beitragen. Iterative MRT-Scans während der Planung und des Einführens der Kanüle ermöglichen kleine Anpassungen.