Un método volumétrico para la cuantificación de vasoespasmo Cerebral en un modelo murino de hemorragia subaracnoidea

El objetivo general de este procedimiento es cuantificar el espasmo vasallo cerebral en ratones, después de la inducción de una hemorragia subaracnoidea. Esto se logra sometiendo al animal a perfusión transcardíaca y yeso endovascular, utilizando un agente de fundición radiopaco. El siguiente paso es obtener datos de imágenes transversales, sometiendo el cerebro a una tomografía microinformática.

A continuación, se procesan la imagen y los datos. El software Miro se utiliza para reconstruir virtualmente el árbol vascular intracraneal y calcular los volúmenes de segmentos de vasos definidos, que representan una medida objetiva para cuantificar el espasmo de los vasos. La hemorragia subaracnoidea es inducida en ratones por perforación endovascular de filamentos bajo anestesia con isoflurano.

La arteria carótida externa izquierda se prepara quirúrgicamente. A continuación, se inserta un filamento en la arteria carótida externa y se avanza intracranealmente a través de la arteria carótida interna, que se perfora en la t carótida, induciendo la hemorragia subaracnoidea. Un aumento de la presión intracraneal se toma como un indicador de perforación endovascular exitosa.

Para analizar el espasmo vasal, inducir la anestesia. Continúe solo después de que se haya alcanzado un nivel suficiente de anestesia, lo que se confirma por la ausencia de reacciones a los estímulos dolorosos. Realizar una perfusión transcardíaca utilizando las siguientes soluciones.

Una solución salina fisiológica que contiene las concentraciones fisiológicas de sodio, potasio, calcio y magnesio a un pH de siete coma cuatro. Y después, una solución de PFA al 4%. Comience la profusión con la solución número uno durante dos minutos y continúe con la solución número dos durante cuatro minutos.

Infundir las soluciones a una temperatura de 37 grados centígrados y utilizar una bomba de presión controlada con una tasa de perfusión variable para perfundir con una presión constante de 70 milímetros de mercurio. Evite la pérdida de presión al cambiar de la solución uno a la solución dos. Después de la perfusión con ambas soluciones, continúe la perfusión durante 20 minutos a temperatura ambiente con un agente de fundición radiopaco a una velocidad constante de dos mililitros por minuto.

Sostenga la muestra para el curado del material de fundición radiopaco a cuatro grados centígrados durante la noche. Y extraiga el cerebro y almacene la muestra a cuatro grados centígrados en una solución de PFA al 4% hasta la microsetisinidad. Coloque el cerebro en el centro de un tubo de plástico con una pinza anatómica roma.

Elija un tubo con un diámetro ligeramente mayor que la muestra, para asegurarse de que el objeto no se mueva durante la adquisición de la imagen. Use una gasa para cerrar el tubo. Conecte el tubo de plástico a través del motor micro paso a paso del sistema de posicionamiento de control navegado por computadora en la cabina de rayos X, en el que el objeto gira alrededor de su eje horizontal.

Alinee la muestra en el campo de visión bajo radiografía de rayos X. Para lograr el máximo aumento, coloque el objeto lo más cerca posible de la fuente de rayos X y maximice la distancia al detector tanto como sea posible. Utilice un protocolo de adquisición de imágenes por pasos y disparos con los siguientes parámetros de escaneo.

Establezca el tiempo de exposición en un segundo para cada proyección y utilice un voltaje de tubo de 80 kilovoltios para optimizar la relación señal/ruido. Establezca el número de proyecciones en 1.000 para una rotación. Para la reconstrucción de datos sin procesar, utilice el algoritmo de retroproyección filtrada, lo que implica el filtro Shepp-Logan con una matriz de 1.024 vóxeles cúbicos.

Importa datos dicom a un software de Miro usando la función de importación. Visualice el árbol de recipientes con la función vol-run. Elija el umbral de visualización para que las grandes arterias cerebrales se representen en contornos nítidos.

Es importante utilizar el mismo umbral de visualización para todos los conjuntos de datos que pertenecen a la serie experimental. Diseccionan virtualmente las arterias cerebrales basales del Círculo de Willis, con una función de volumen añadida al rodear los vasos con el cur-zon. A continuación, diseccionar virtualmente el segmento del vaso que se va a analizar.

Por lo tanto, gire el modelo tridimensional del árbol vascular para separar con precisión todas las ramas pequeñas de la arteria principal. Es esencial para el análisis posterior eliminar todos los recipientes excepto el segmento de recipiente que se va a analizar. Aplique la función esqueleto automático con umbral establecido en umbral de visualización, que genera un gráfico espacial basado en una línea central.

A continuación, aplique la función gráfico espacial al conjunto de líneas para crear un conjunto de líneas. Divida el conjunto de líneas en sus subsegmentos individuales eligiendo manualmente los subsegmentos individuales con el cursor y haciendo clic en dividir. Este paso es crucial para calcular los volúmenes de los subsegmentos individuales.

Utilice la función línea establecida en gráfico espacial para volver a crear un gráfico espacial. Utilice la función estadísticos de gráfico espacial para determinar la longitud, el volumen y el diámetro de cada subsegmento. Para la visualización codificada por colores, que representa el curso del diámetro del recipiente, utilice las funciones vista de gráfico espacial.

Establezca el color del segmento en el grosor, que se correlaciona con el diámetro del recipiente. Es importante elegir el mismo mapa de colores para todos los conjuntos de datos que pertenezcan a la serie experimental. Agregue las longitudes de los subsegmentos para determinar qué subsegmentos se incluirán en el análisis posterior.

En el presente estudio, evaluamos un segmento de vaso constituido por un milímetro de la arteria carótida interna, proximal de la t carótida, y dos punto cinco milímetros de la arteria cerebral distal de la t carótida. A continuación, sume los volúmenes para determinar el volumen del recipiente del segmento de recipiente definido. Para evaluar la precisión de la reconstrucción virtual del árbol vascular, realizamos la comparación basada en el diámetro entre los diámetros de los vasos determinados microscópicamente y a partir de las reconstrucciones virtuales en 3D en dos puntos anatómicamente definidos en diez muestras de cerebro.

Para la determinación microscópica de los diámetros de los vasos se utilizó una cámara de alta resolución, una herramienta de calibración de software, escalas micrométricas, no hubo diferencias significativas entre los diámetros determinados microscópica y virtualmente. Indica una reconstrucción virtual precisa de la anatomía vascular intracraneal. Para cuantificar el espasmo basal cerebral, determinamos el volumen de un segmento de vaso representativo predefinido de tres coma cinco milímetros, compuesto por un milímetro IC8 y dos coma cinco milímetros MCA a la izquierda.

En muestras de cerebro de animales operados con SAH y simulados. El volumen de los vasos fue significativamente menor en la HSA en comparación con la simulación, lo que indica un espasmo vasallo cerebral. Los diámetros de los vasos también fueron significativamente más bajos en la HSA en comparación con la simulada.

La reconstrucción virtual lograda con el método aquí presentado refleja la anatomía vascular con precisión. Se pueden examinar segmentos completos de vasos, presumiblemente presentando un parámetro más objetivo para cuantificar el vasoespasmo que la determinación de los diámetros de los vasos en un solo punto. La evaluación volumétrica conduce a mayores diferencias entre los vasos vasoespásticos y no vasoespásticos en comparación con la evaluación de los diámetros de los vasos solamente.