De imagen no invasivas y Análisis de la isquemia cerebral en ratas vivas utilizando Tomografía por emisión de positrones con 18 F-FDG

El objetivo general de este proyecto colaborativo es obtener imágenes de los cambios en la distribución cerebral de una sonda de glucosa radiactiva en ratas antes y después de un accidente cerebrovascular. Esto se logra iniciando la isquemia cerebral en ratas mediante un procedimiento de oclusión de la arteria cerebral media. El siguiente paso es inyectar el radiotrazador de fluor desoxi glucosa y recolectar imágenes de tomografía por emisión de positrones.

El paso final es analizar los datos utilizando una plantilla de volumen cerebral de interés que se registra anatómicamente con el cerebro de la rata. En última instancia, las imágenes de ratas sometidas a isquemia cerebral se pueden utilizar para medir las diferencias regionales en la absorción cerebral de sondas de radio como la fluor desoxiglucosa durante estudios longitudinales de la progresión de la enfermedad. La principal ventaja de esta técnica sobre los métodos existentes, como la necropsia y la histología, es que las imágenes por PET no son invasivas y pueden utilizarse de forma longitudinal y estudiar los tratamientos y la progresión lineal del ictus.

Por lo general, los individuos nuevos en este método tendrán dificultades para establecer el modelo de accidente cerebrovascular animal. El uso de puntos de referencia anatómicos como las arterias carótidas internas y externas facilitará enormemente el procedimiento. La demostración visual de este método es fundamental para realizar el análisis de VOI que se habilita al fusionar el Atlas de plantillas cerebrales PMOD con los datos de mascotas cerebrales del espécimen objeto de estudio.

El cirujano debe cambiarse a guantes limpios y estériles después de preparar el área y usar instrumentos estériles. Para este estudio, se utilizaron ratas macho spro dolly de entre 220 y 270 gramos de peso y se comenzó por obtener una PET y una TAC preoperatorias. Para proporcionar una línea de base para la absorción de F 18 FDG, las ratas anestesiadas con 2,5% de flúor utilizando un cono nasal.

Luego coloque al animal en decúbito dorsal sobre una almohadilla térmica, asegúrese de que el animal esté completamente anestesiado con un pellizco en la pata. A continuación, golpea las patas delanteras. A continuación, afeitar la superficie dorsal del cuello del animal y preparar la zona afeitada con etanol al 70%, seguido de una solución de yodo de povidona al 10%.

Ahora, con unas tijeras, haga una incisión de dos a 2,5 centímetros a 0,5 centímetros a la derecha y paralela a la tráquea. Luego, usando una disección roma, localice la arteria carótida y use retractores para ayudar a visualizar el vaso Una vez identificado, coloque una micropinza en la arteria carótida común. A continuación, localice el primer punto de ramificación, que será la arteria carótida externa o ECA, así como la arteria carótida interna o ICA cauterizan ramas más pequeñas unidas a la carótida externa, como la arteria occipital.

A continuación, ligar el ECA cerca de la rama a la arteria tiroidea con una sutura de seda de cuatro a cero, proporcionando una longitud adicional para permitir que los hemostáticos mantengan la sutura en su lugar. Para sujetar las suturas con los hemostáticos, tire de la cáula ECA y quedará paralela a la carótida común. Ahora cauterice el ECA por encima de la sutura.

A continuación, localice el ICA y utilice otra micropinza para ocluir esta arteria. A continuación, haz un pequeño agujero en el ECA con unas tijeras de muelle pequeñas. Inserte el ocluso y ate una sutura alrededor de él para evitar el flujo sanguíneo.

Ahora, retire la micro pinza en la carótida interna y avance el ocluso hasta que se sienta resistencia. Asegúrese de que el ocluido avance hacia la carótida interna y no hacia la arteria tego palatina. A continuación, retire la micropinza de la carótida común y corte el exceso de oclusor o sutura.

A continuación, utilice pinzas de nueve milímetros para cerrar la incisión en la piel. Retire al animal de la anestesia y permita que el animal despierte. A continuación, realice una tomografía computarizada por emisión de positrones 1,5 horas después del procedimiento de accidente cerebrovascular después de dos horas.

De nuevo, anestesia completamente a la rata con flúor y retira las pinzas de la herida. A continuación, localice el extremo del ocludo y retírelo de la arteria cerebral media tirando suavemente de él hasta que la punta blanca del ocluso entre en contacto con las suturas. Sin embargo, no lo jale por completo, ya que esto causará sangrado.

Finalmente, reemplace los clips para heridas. A continuación, retire al animal de la anestesia y permita que se despierte. A continuación, se vuelve a escanear el animal, 24 horas después de la reperfusión.

Cuantificar el daño en el tejido cerebral debido a una lesión por accidente cerebrovascular. Como se mencionó anteriormente, el animal debe ser escaneado antes de inducir un accidente cerebrovascular. Luego, 1,5 horas después del accidente cerebrovascular y, finalmente, 26 horas después del accidente cerebrovascular.

Para cuantificar el daño en el tejido cerebral debido a una lesión por accidente cerebrovascular antes de la toma de imágenes, anestesiar a la rata con menos de 2,5% de gas flúor en una cámara de anestesia. A continuación, inyecte aproximadamente 500 microcuries de fluorodesoxiglucosa en la vena de la cola. Deja que la rata se recupere después de una hora.

A continuación, vuelva a anestesiar para la toma de imágenes. Coloque la rata anestesiada en una cama para ratas estándar con un cono nasal para anestesia con flúor ISO. Mide la distancia en milímetros entre la nariz de la rata y el borde de la cama y regístrala como el desplazamiento horizontal.

A continuación, coloque el animal en el escáner y prepárese para el estudio, incluida la inyección de peso del animal con desplazamiento horizontal, la dosis compuesta, la hora y la fecha. A continuación, haga clic en el botón Iniciar estudio para comenzar el escaneo y reconstruir los datos una vez que se haya adquirido el escaneo. Realice el análisis de imágenes descrito aquí utilizando el software de análisis PMOD junto con el atlas cerebral de W Schiffer.

Comience navegando a la pestaña de co-registro manual en la parte superior de la pantalla. A continuación, seleccione la pestaña de segmentación. A continuación, utilice el rectángulo blanco abierto para rotar los micro escaneos PET y el rectángulo blanco relleno.

Para mover las micro exploraciones PET, alinee las dos exploraciones localizando puntos de referencia como las glándulas duras y las características cerebrales superior y posterior, que se pueden usar para hacer coincidir la micro exploración PET con el modelo cerebral. A continuación, ajuste la micro PET hasta que se alinee con el atlas cerebral. Si es necesario, gire la micro tomografía por emisión de positrones 180 grados en la vista coronal y eleve significativamente la exploración en la vista sagital junto con los otros cambios menores de orientación.

A continuación, navega por la pestaña de fusión a pantalla completa. Seleccione la fuente A en la parte superior derecha de la pantalla. A continuación, vaya a atlas de plantillas.

En la parte inferior de la página, seleccione rata en el menú desplegable. Opcionalmente, regrese a la pestaña de co-registro manual donde el atlas debe aparecer superpuesto en un atlas cerebral. El atlas se puede utilizar para ayudar a alinear la micro tomografía por emisión de positrones y el atlas cerebral después de la alineación.

Vuelve a la pestaña de fusión a pantalla completa. Aparecerá una plantilla en el cerebro que indica qué secciones del cerebro se medirán para las estadísticas de VOI. Ahora seleccione la fuente B en la parte superior derecha de la pantalla.

A continuación, seleccione el botón Estadísticas de VOI. Guarde la hoja de cálculo que aparece seleccionando Guardar y, a continuación, Guardar en el sistema de archivos. Escriba el archivo deseado en el campo de nombre de archivo.

El siguiente análisis de imagen se puede realizar utilizando estos datos para visualizar datos, crear secuencias de imágenes utilizando el software de imágenes vol view. Consulte el manuscrito que acompaña a este video para obtener detalles sobre los pasos de análisis y visualización. Aquí se muestran datos de imagen representativos para la PET y las tomografías computarizadas de rayos X para una rata en los puntos de tiempo de 24 horas antes y 24 horas después de la reperfusión a las 24 horas, hubo una disminución dramática en la absorción de glucosa en el hemisferio ipsilateral, lo que sugiere un daño tisular generalizado debido al accidente cerebrovascular isquémico inducido.

Las flechas blancas indican la ubicación de la disminución de la absorción de FDG debido al daño por accidente cerebrovascular. Aquí vemos los datos de FDG PET de una rata 24 horas después de la profusión fusionados con el atlas de plantillas cerebrales de VOI. Para el análisis, los colores sombreados indican los vois separados del atlas de la plantilla del cerebro.

Finalmente, aquí vemos las proporciones de la señal PET de FDG del hemisferio derecho al izquierdo y las unidades de captación estándar de cada región del Atlas del Cerebro de Rata W Schiffer reportadas para las exploraciones tomadas antes del evento de accidente cerebrovascular isquémico, 1,5 horas y 24 horas después de la reperfusión. Después de ver este video, debe tener una sólida comprensión de cómo establecer un modelo de isquemia cerebral en ratas, así como realizar imágenes PET FDG de los animales y utilizar un atlas de plantillas cerebrales para realizar un análisis riguroso de VOI de los datos.